​开普勒望远镜新发现18颗地球大小的系外行星

开普勒望远镜新发现18颗地球大小的系外行星

在这幅艺术家的想象图中，一颗系外行星绕着母恒星公转。 科学家运用新方法，重新分析美国航天总署（NASA）克卜勒太空望远镜（Kepler Space Telescope）的数据，竟从旧数据中又发现了18颗新的系外行星。 ILLUSTRATION BY ESO/L. CALÇADA

天文学家搜寻恒星亮度的微弱变化，以确认是否有绕恒星公转的行星。 传统的方式是寻找突然的亮度变化，但新的算法能够寻找较为平缓的亮度变化，以发现较小的行星。 PHOTOGRAPH BY NASA/SDO (SUN), MPS/RENÉ HELLER

在这幅插图中，以橘色和绿色表示的18颗新行星都比海王星要来的小，其中三颗甚至比地球还要更小。 以绿色表示地行星名为EPIC 201238110.02，是这一批发现的新行星中唯一可能适合生命存在的行星。 PHOTOGRAPH BY NASA/JPL (NEPTUNE), NASA/NOAA/GSFC/SUOMI NPP/VIIRS/NORMAN KURING (EARTH), MPS/RENÉ HELLER

据美国国家地理（撰文：NADIA DRAKE 编译：邱彦纶）：系外行星新发现──隐身于众目睽睽之下的18颗地球大小行星！天文学家预测，由于采用了一种新的搜寻方法，我们可能还会发现100多颗小型行星。

美国航天总署（NASA）的开普勒望远镜（Kepler Space Telescope）自十年前升空至今，已经发现了几千颗行星。 这证明在我们的银河系里，行星的数量比恒星还要更多。

不过，尽管开普勒望远镜已经退役不再进行观测，科学家仍然在它的数据库中找到不少宝藏，其中包括了18颗最新发现的较小行星。 这些之前被忽略的行星，有许多都与地球大小相近，其中一颗行星的轨道甚至位在适合生命居住之处。

刊登在《天文学与天文物理学》（Astronomy and Astrophysics）期刊上的两篇论文，发表了这项最新发现。 「我很兴奋，但并不惊讶，」美国加州理工学院（California Institute of Technology）的杰西． 克里斯蒂安森（Jessie Christensen）如此评论，「用改良的数据搜寻方法，一定会找到之前所没有探测到的小型行星。 」

带你发现崭新世界

开普勒太空望远镜在2009年至2013年期间，只盯着满天星空的一小部分，观察行星从恒星前面经过时所产生的亮度变化。 这些行星凌日现象会让恒星的亮度短暂微幅下降，科学家可以利用这样的「光变曲线」，计算出行星的大小和轨道。

后来，开普勒望远镜发生故障，而无法一直盯着同一片天空观测。 于是它开始扫描更多天区，进入K2任务阶段，直至2018年底因为耗尽燃料而退役。

开普勒任务结束时，研究团队正式公布了他们的丰硕成果：在开普勒的主要任务阶段，共发现了约2300颗确认的行星和2400多颗候选行星；而在之后的K2阶段，又增加了约500颗行星和候选行星。

正是第二项数据引起了德国马克斯． 普朗克太阳系研究所（Max Planck Institute for Solar System Research）的勒内． 海勒（René Heller）以及同事的注意。

追寻新视野

海勒利用一套能更精确找出类似地球大小行星的程序，重新分析了K2任务的数据。 我们之所以较不容易发现这些较小的行星，是因为它们所遮挡住的星光比例太少了，而且凌日现象可能也会被其它原因引起的恒星亮度变化所掩盖，像是星斑所导致的恒星亮度微幅减弱。

一般而言，恒星的边缘较昏暗，而中央则较为明亮。 因此，当一颗小型行星开始缓慢地穿越恒星盘面前方时，并不会在一开始就让原本较暗的恒星边缘出现剧烈且明显的亮度变化。

海勒和他的同事考虑到这一点，重新分析了K2任务的数据，寻找一开始亮度变化较为平缓的的行星凌日现象。 他们主要的目标，是已经拥有至少一颗已知行星的恒星。 因为统计上说来，在这些恒星系统发现更多的系外行星，更有可能是正确的侦测，而非误报。

他们之所以选择K2任务的数据，是因为这样会更为快速。

「开普勒的主要任务发现了超过2000颗确认的系外行星，而且每颗恒星的光变曲线都长达1600天，」海勒表示，「相反地，K2任务只发现了约500颗确认的行星，而且光变曲线只有80天长。 」

最后，研究团队从517组的K2光变曲线中，又发现了18颗新的系外行星。 这18颗行星都属于小型行星，其中最大的一颗直径也只比地球的两倍多一些；而最小的一颗直径仅相当于地球的70%，是开普勒望远镜所发现的最小行星之一 ；还有一颗行星的轨道位在红矮星的适居区内──这是指行星表面的温度可以让液态水存在。

无垠的璀璨星空

由于这18颗新的行星，都是在海勒对K2数据展开初步筛选时就出线。 这么说来，在其余的开普勒数据中，可能还隐藏着大量的小型行星。 海勒表示，他们只扫描了K2数据的一小部分，而研究团队下一步计划，是要筛选开普勒主要阶段任务的数据。

海勒说道：「我现在就可以告诉你，将来我们还会发现更多先前未知、大小与地球相近的行星。 」根据他的估计，在开普勒主要任务阶段的数据中，至少还藏着一百颗小型的系外行星。

克里斯蒂安森也同意这个看法，他认为该研究团队用来寻找行星的方法相当可靠。

「我相信一定还会发现更多的行星，」克里斯蒂安森表示，「这都要归功于美国航天总署完整归档、记录妥善的公开数据库。 科学家即使是在开普勒主要阶段的数据中，也会继续发现新行星！ 」