由於系外行星的數量剛剛突破 6,000 顆大關,天文學家正忙著利用未使用的行星發現技術,在未來幾年忙於為數千顆系外行星做準備。
“我們發現了 6000 顆行星,但沒有一顆是這樣的。 單詞在美國宇航局工作的加州理工學院天文學家奧羅拉·凱塞利說。 系外行星 阿奇在接受 Space.com 採訪時指出了地球的成功。 “因此,當人們問為什麼我們已經發現了 6000 顆系外行星時,仍然在尋找系外行星,那是因為我們還沒有發現任何類地行星。”但還有許多即將到來的任務,試圖尋找實際上看起來像地球的東西。 ”
幾個新的行星發現任務即將啟動。第一個進入太空的將是歐洲航天局。 柏拉圖 (行星變化和恆星振盪)目前定於 2026 年 12 月發射,其任務是尋找行星變化,包括地球上巨大的岩石世界。 居住區 他們的 星星–
一年後美國宇航局 南希·格雷斯·羅馬太空望遠鏡 將在柏拉圖旁邊的 L2 拉格朗日點爆炸,並且 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 (JWST)雖然多用途太空望遠鏡尋找行星, 微重力–
然後,中國國家航天局計劃在2028年發射它。 地球2.0使命它將前往拉格蘭奇二號尋找周圍類地行星的行星運動。 太陽-像星星一樣
所有三個任務都在同一次旅行中,並且與 NASA 合作 混亂 (系外行星勘測衛星廣播)仍在進行中,新的系外行星很快就會被發現,凱塞利和她在系外行星檔案館的同事必須找到一種方法來收集所有數據。
她說:“檔案館面臨的挑戰是管理來自美國宇航局羅馬太空望遠鏡的地球 2.0 中柏拉圖留下的大量系外行星。” “我們預計這些任務將訂購 100,000 名行星傳播候選者。”
雖然這些候選行星需要通過統計方法或通過徑向速度測量確定其質量來進行驗證,但目前(截至 10 月初)6,022 顆系外行星的總數將很快顯著增加。事實上,最早到 2026 年底,這個數字可能會增加到幾千個。屆時科學家將與歐洲航天局合作。 起亞 該任務仔細測量了數十億顆恆星的位置和特性,將發布通過天體測量技術發現的外星候選恆星目錄,該技術涉及恆星的位置和運動。
“他們的第一次系外行星交付將於 2026 年 12 月進行,他們預計會有數千名申請者,”凱塞利談到蓋亞的發現時說道。
天文學家在徑向速度探測技術中發現了第一顆已知繞類太陽恆星運行的行星 51 pegasi b 多普勒頻移 當恆星繞著與繞軌道運行的行星共享的質心旋轉時,恆星會向我們或遠離我們進行微妙的運動。天文學家通過斯特測量法,不是測量恆星半徑的運動,而是測量恆星被繞軌道運行的行星向不同方向拉動時在天空中的切向運動。
“到目前為止,我們通過天體測量學發現的太陽系外行星還不到 10 顆,”凱塞利說。這是因為很難對相對較小的切線運動進行測量。然而,蓋亞是有史以來最敏感的天文調查,將大大增加通過天體測量發現的系外行星的數量。然而,這些行星中的大多數往往是 氣態巨行星這是因為質量較小的行星對其恆星的引力較小,導致運動更小。
對類地世界更加敏感的是羅馬太空望遠鏡。與同尺寸鏡子的窄視場相比,其2.4米鏡子可進行寬視場測量。但鏡子有不同的形狀。 哈勃太空望遠鏡– 當它凝視著我們的中心時 銀河系羅曼會在它的視野中看到無數的星星,足以甚至見證微型診所事件的機率。
微透鏡是一種小尺度的重力透鏡。我們都見過屬於星系扭曲圖像的光弧和光環,這些圖像被巨大星系或星系團的質量拉伸和扭曲。然而,行星也可以使空間彎曲到足以遮擋背景恆星的光線。為了實現這一點,對準必須是完美的,並且對準要維持很短的一段時間,但通過同時觀察數百萬顆恆星,羅曼預計它會真正發生。
“我們將從羅馬人那裡得到大約 2,000 顆微斜行星,”凱塞利說。
不幸的是,我們將無法追踪這些行星,因為它們和它們的恆星偏離了我們的視線。部分原因是這些行星中的大多數都非常遙遠。 “它們將位於銀河核球的很遠的地方,”凱斯利說。
然而,主要原因是,在微透鏡事件期間,我們看到的地球甚至是它繞軌道運行的恆星,通常都是微弱的。我們將看到一顆背景恆星短暫變亮,因為它的光首先被前景恆星透鏡化,然後被伴隨前景恆星的行星透鏡化。行星越大,透鏡狀恆星越亮,前景恆星和遠離它的行星造成的亮度差距就越大。事實上,這項技術對遠離恆星的行星很敏感,包括位於宜居帶的類地行星。
微透鏡事件應該提供一些關於類太陽恆星宜居帶中大型行星的肥沃程度的統計數據。然而,為了更多地了解這樣一個世界,天文學家需要在離家很近的地方找到一個可以用望遠鏡瞄準的世界。
“研究系外行星的特徵和研究系外行星的大氣是我最興奮的事情,”凱塞利說。事實上,通過一種稱為傳輸光譜的方法研究系外行星大氣是凱塞利的專長。這樣,像 JWST 這樣的望遠鏡就可以通過行星運動時恆星發出的光穿過大氣層的方式來探測行星的大氣層。大氣中的分子吸收某些波長的恆星光,在恆星光譜上形成化學指紋。
“2020 年代末,Ariel(大型紅外大氣感應大氣層)即將發射,這是一項歐洲任務,旨在對系外行星大氣層進行普查,”Kesseli 繼續說道。 “它可能不會在類太陽恆星周圍形成類地行星,但很可能會。 海王星– 和 木星-大小相同的世界但是我們將獲得數千個行星的一致樣本,因此我們將能夠了解大氣條件的範圍。但對於洛基星球來說可能不是這樣。 ”
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡可以研究附近一些宜居行星的大氣層。但這些東西都在軌道上。 紅矮星 星星和星星不像太陽。紅矮星與我們的太陽非常不同。它們更小、更冷,而且它們的行星系統更接近,導致現代封閉的世界經常顯示出與恆星相同的半球。紅矮星也往往會猛烈地爆發,它們發出的輻射可以淨化行星的大氣層。
到目前為止,JWST 已經搜尋了其中一些行星周圍的大氣層,包括它們所屬的世界。 特拉普斯特-1 系統。雖然到目前為止尚未發現這些岩石行星周圍有大氣層,但凱塞利仍然未知。
“到目前為止,JWST 還沒有定論,”她說。 “有了更多的數據、更好的技術、更多的目標時間,我認為我們將開始了解可能擁有大氣層和沒有大氣層的行星。但 JWST 將無法觀察太陽周圍系外行星的大氣層。
凱塞利懷疑,即使是即將推出的 30 米地面觀測站也將能夠探測到擁有陽光的恆星周圍類地行星的大氣層。 “除非直接暴露在光線下,否則很難在太陽這樣的恆星周圍形成類地行星,”她說。
需要一台專為這項工作設計的全新望遠鏡。
“如果我們想看到類地行星圍繞類日恆星形成,最好的辦法就是 宜居地球觀測站它將於 2040 年推出,”Kesseli 說。
棲息地地球觀測站(Habitat Earth Observatory),簡稱 Habex,是美國宇航局計劃中的下一個太空望遠鏡,由美國國家科學院十年調查資助。至少,它將配備一個八米的望遠鏡鏡面,比 JWST 的 6.5 米鏡面還要大,以及一個恆星日冕形式的日冕儀,以阻擋主恆星的光線,以便可以直接看到哈貝克斯的行星。哪顆行星在圖像中看起來仍然像一個光點?但一粒光的光譜可以揭示世界是否有海洋、大陸、植被、動物甚至城市。
系外行星科學的前 30 年專注於發現和發現盡可能多的各種不同類型的行星,以便科學家能夠統計出每種類型行星的常見程度。將其視為人口普查。隨著這一發現過程將在未來 30 年繼續下去,隨著我們越來越接近尋找另一個能夠真正支持生命存在的類地行星的目標,表徵方面將會取得更多進展。
也許這一發現將在 Habex 大約 30 年後出現,反過來,也可能為 30 年後我們繼續重新配置世界和我們在宇宙中的位置定下基調。