发现第一颗可以支持生命存在的外行星

用“衍射控像片”新技术直接拍摄到的绘架座β旁的行星

  不再被星光遮蔽

  假如格里泽581g不但真实存在,而且上面还有生命,那么它们的生活环境也与地球上的有着重要的不同。格里泽581g所环绕的恒星是一颗红矮星,质量只有太阳的30%,亮度是太阳的1%。也正因为如此,格里泽581g到恒星的距离比水星到太阳还要近,却仍然处于适合生命区。

  另外,格里泽581g是一颗自转周期和公转周期相等的行星,因而它永远都只有一面朝向恒星。我们的月亮也是由于相同的原因总是将一面朝向地球。

  沃格特等人用于探测格里泽581g的技术并不算最新。实际上,假如外星智慧用相同的技术来观察太阳系,则它们很可能并不会发现土星以内的行星(包括地球)。最重要的原因是,恒星的亮度相对行星来说实在是太大了,可以达到后者的10亿倍,让后者完全淹没在自己的光芒之中。观测者很难直接看到行星,因而只能运用一些间接手段,这也是天文学家常常无法确认一颗行星是否确实存在的原因。

  现在,一项新的技术有可能改变这种局面。在10月10日的《天体物理快报》上,一组国际天文学家报告他们在63光年外的恒星绘架座β旁直接观测到了一颗行星。他们在观测中使用了一种新研制的光学设备。

  通常情况下,天文学家观测一颗恒星时得到的图案是,中心一片亮光,周围是星光衍射形成的“波纹”。行星可能就藏在那些波纹之中。

  美国亚利桑那大学史都华天文台的约翰·科多纳(Johanan Codona)通过数学计算,发现了波纹的复杂规律;如果处理得当,可以用技术手段部分消除波纹,而让原有的星光完好无损。

  天文学家们据此设计了一个止咳药片大小的红外光学玻璃,将它安装在望远镜的光路上。这片玻璃能够从恒星那里“偷”一点星光然后抵消掉一部分波纹。

  就是运用这样的方法,这组天文学家直接拍摄到了绘架座β旁边的一颗行星。这颗行星是之前就被认为存在的,但未被直接观察到过。它的质量是木星的8到10倍,到恒星的距离是地球到太阳的8倍。

  “这就像是你扎进海水里,然后从水下看太阳。水面的波浪弯曲了光线,让太阳和白云看起来都显得不一样。我们的光学系统以相似的原理工作。”瑞士联邦理工学院的参与者Sascha Quanz说。

  以前天文学家使用日冕仪遮蔽星光时,需要非常精确的调校。而外部的小小干扰,如夜晚的微风就会毁了一张照片。现在这种被称作“衍射控像片”(Apodizing Phase Plate)的设备则完全不用考虑这些问题。它使天文观测的容易程度和效率得到大幅度提升。

  史都华天文台天文自适应光学中心主任菲利普·辛兹(Philip Hinz)认为,目前已经被发现的大部分外星行星之所以都是超大质量的巨行星,乃是因为它们的质量和轨道让它们更容易被探测到,而这是片面的结果。

  “你可以说我们寻找外星行星的进程是以寻找古怪太阳系为开场的。我们发展出的技术让我们能够找到质量更低的行星,大约木星质量的那种,它们才更加能够代表那边究竟存在什么。”辛兹说,“历史上第一次,我们具有了看一看周围的亮星,比如半人马α星,是否拥有巨行星的能力。”

  有天文学家相信,这项新技术将使已知外星行星的数字迅速增加。目前Quanz等人的技术还只能每次消除一部分波纹,随着技术的改进,最终可能会做到一次性将所有波纹消除。





上一篇 下一篇