科学家称2012年或将找到首颗真正“外星地球”(图)

李振国

这是系外行星开普勒-22b的艺术示意图，这颗行星运行于一颗类太阳恒星的宜居带之中

这是新发现的系外行星开普勒-20e，科学家们表示其大小甚至小于地球，直径仅有地球的87%
北京时间12月23日消息，2011年是系外行星搜寻工作取得一系列重要突破的丰收年，而科学家们认为接下来的2012年将更加让人兴奋：我们或将找到第一颗真正的“外星地球”。
　　今年得到确认的系外行星数量已经增加到超过700颗，并且美国宇航局开普勒空间望远镜还有上千颗的系外行星候选目标正等待天文学家们的最终确认。而就在这个月，开普勒望远镜项目的科学家们公布了一项历史性的发现——两颗地球大小的系外行星，外加一颗尽管体积稍大，但位于宜居带中的行星目标，所谓宜居带是指距离恒星的距离适当，因而液态水可以在行星的表面存在的范围。
　　所有这些进展都表明，真正的突破——找到一颗和地球真正相似的系外行星的日期，可能马上就将到来了。事实上，很可能在下一批开普勒望远镜候选目标筛选中它就会被找到。明年科学家们就将公布下一批发现，我们拭目以待。
　　娜塔莉·巴塔哈(Natalie Batalha)说：“我想在这一批的行星名单中，应当会出现一些大小和地球相当，并且位于宜居带中的行星。”她是美国宇航局埃姆斯研究中心开普勒项目组副组长。她说：“这是我真正期待的，那就是找到这样的候选目标。”

　　不断增加的系外行星数量
　　今年科学家们发现的系外行星数量出现井喷。根据法国巴黎-默东天文台宇宙生物学家朱安·施耐德(Jean Schneider)编纂的“系外行星百科全书”的数据，在2011年年初，得到天文学家们确认的系外行星数量为528颗。而就在短短1年后，这一数字变成了713颗，而今年距离人类首次发现第一颗系外行星才过去了16年，除此之外，现在我们还有开普勒望远镜项目组提供的包含上千颗候选行星的列表需要逐一确认。
　　12月5日，开普勒项目组科学家们宣布发现1094颗新的系外行星候选目标，这意味着过去16个月来该项目组初步锁定的系外行星候选体数量已经达到2326颗。到目前为止，后续验证性观测还仅仅从中确认了33颗系外行星目标，但是研究人员们认为这些被锁定的候选目标中最终可能将有超过80%被确认确实是系外行星。
　　这样的数字增长本身就让人兴奋，但是对系外行星的搜寻并非仅仅为了增加数量这么简单。这是一个漫长的过程，在此过程中我们将了解外星世界的本质和多样性。
　　巴塔哈告诉美国太空网的记者说：“只有当你能够掌握一定数量的样本时，你才可以考虑它们在统计学意义上的多样性。因此你需要大量的样本，而这正是开普勒望远镜可以做出巨大贡献之处。”
　　从目前的情况看起来，外星世界的多样性似乎相当高。天文学家们发现有的行星密度仅有聚苯乙烯泡沫大小，而另外一些的密度则和铁相当。今年9月份，开普勒小组宣布他们发现了一颗行星，其独特之处是它围绕公转的恒星不是一颗，而是两颗！让人想起刘慈欣笔下的《三体》世界。
　　研究人员还在一些恒星的宜居带中锁定了一些行星目标。但是尚没有任何一颗可以被认为是“第二个地球”，因为它们的体积明显太大了。但是科学家们认为寻找我们宇宙第二家园的工作明年应当就将结出硕果。
　　寻找另一个地球
　　开普勒望远镜于2009年3月份发射升空，它利用凌星法寻找系外行星，简单地说也就是：如果一颗恒星拥有行星围绕其公转运行，那么如果恰好这颗行星的轨道平面和我们的观测视线一致，那么当行星从恒星面前经过时它就会挡住一部分恒星发出的光，在我们看来这颗恒星的亮度出现了轻微下降，如此我们便能推知此处行星的存在。
　　处于谨慎起见，开普勒望远镜需要三次观测到凌星现象才会确认一颗系外行星是否存在，因此毫不奇怪，我们需要一段等待时期才能迎来开普勒的收获期。如果有外星人也在进行类似的开普勒搜寻计划，他们又恰好瞄准了我们的太阳，那么他们将需要等待3年时间才能确认地球的存在，我们也需要同样的等待过程。
　　因此，开普勒望远镜的持续运行时间越长，我们找到另一个地球的概率也就越大。现在开普勒项目运行已近三年，我们的收获期已经开始显现。
　　巴塔哈说：“我们开始能识别出那些体积较小，而轨道半径较大的系外行星目标。”
　　到目前为止，这些行星中还没有找到同时符合“地球大小”以及“位于宜居带”两大条件的目标。但是在下一轮开普勒发现公布时，情况将会发生变化，对此，巴塔哈表示发布的时间可能会在明年的6月或7月。 “人们需要耐心一些，再等待6个月左右，我们将很有希望获得突破。”她说：“这将是一个令人兴奋的春季。”
　　不过当然，巴塔哈和开普勒小组的其它成员们并未对此作出任何保证。并且退一步讲，即便开普勒小组果真找到了符合条件的候选体，它还将需要额外的后续验证观测，这也将耗费数月的时间，因此对官方的宣布时间进行预测将是十分困难的。不过有一点似乎是可以肯定的，那就是随着发现的步伐不断加快，我们最终找到“第二个地球”的日子将会在不久的将来到来。
　　那么我们究竟会在多久之后找到这样一颗系外行星呢？恐怕开普勒项目组成员，哈佛大学的戴夫·查波尼奥教授(Dave Charbonneau)的话非常合适作为对此问题的回答，他说：“我对我的大一学生们说，这样的发现或许将在你们完成本科学业之前到来。这样说的意思是，它或许在未来6个月内就会发生，也有可能还得等上4年。对此你无法判断。”不过他说：“这将是一个伟大的时刻。”