“開(kāi)普勒”榮休，而行星捕手旅程繼續(xù)

仇廣宇

10月30日，美國(guó)航空航天局（以下簡(jiǎn)稱NASA）宣布，超期服役的“開(kāi)普勒”空間望遠(yuǎn)鏡在經(jīng)歷了9年半的深空探測(cè)之后燃料耗盡。此后，它將在一個(gè)遠(yuǎn)離地球的安全地帶休眠，正式進(jìn)入退役狀態(tài)。2018年7月起，工作人員預(yù)測(cè)“開(kāi)普勒”的燃料將在幾個(gè)月內(nèi)耗盡，一直對(duì)它的狀態(tài)進(jìn)行著觀測(cè)。

“開(kāi)普勒”于2009年3月發(fā)射升空，是NASA第一個(gè)用于探測(cè)太陽(yáng)系外類(lèi)地行星探測(cè)器，主要任務(wù)就是尋找太空中的“新地球”——太陽(yáng)系外宜居的類(lèi)地行星。它的視野固定，對(duì)準(zhǔn)天鵝座和天琴座附近的15萬(wàn)多顆恒星。

此外，“開(kāi)普勒”使用“凌日法”發(fā)現(xiàn)新的行星：當(dāng)行星穿過(guò)恒星時(shí)恒星會(huì)暫時(shí)變暗，望遠(yuǎn)鏡通過(guò)此法捕捉到行星的蹤跡，并收集各項(xiàng)數(shù)據(jù)。這個(gè)工作的艱難程度，被比喻為“在百英里以外的一輛汽車(chē)車(chē)頭上發(fā)現(xiàn)跳蚤”。

“開(kāi)普勒”空間望遠(yuǎn)鏡。

“開(kāi)普勒”的太空旅程并非一帆風(fēng)順，它的預(yù)期壽命本來(lái)只有3年半。2012年底，由于表現(xiàn)良好，科學(xué)家們?yōu)槠湓O(shè)置了第二階段的拓展任務(wù)。但到了2013年，它的2個(gè)反應(yīng)輪先后失效，只剩下2個(gè)，無(wú)法設(shè)定方向?qū)?zhǔn)天區(qū)，幾乎要提前退役。工作人員最終想出解決辦法，令其利用衛(wèi)星的推進(jìn)器以及太陽(yáng)光子的壓力繼續(xù)開(kāi)展新工作：尋找圍繞更小、更近、更亮的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的系外行星。

幸運(yùn)的是，跛腳的“開(kāi)普勒”最終成績(jī)優(yōu)異。9年半里，它發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系以外的2681顆行星，占已發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)系外行星的近70%。它還發(fā)現(xiàn)了2899個(gè)潛在行星候選目標(biāo)，第一個(gè)太陽(yáng)系外的“月球”，以及很多大小介于地球和海王星之間的行星，這是太陽(yáng)系中所缺少的。

在被認(rèn)為將要耗盡燃料后，“開(kāi)普勒”被設(shè)置為“小睡”狀態(tài)，以備下載最新觀測(cè)到的科學(xué)數(shù)據(jù)。除了尋找宜居星球，這些數(shù)據(jù)還可用于研究銀河系歷史、宇宙膨脹速度等。

此前，對(duì)數(shù)據(jù)的分析顯示，20%到50%的可見(jiàn)恒星可能擁有與地球大小相近的行星，這些行星可能位于母恒星的宜居帶內(nèi)，表面有可能存在液態(tài)水。2017年年底，NASA宣布，發(fā)現(xiàn)恒星“開(kāi)普勒-90”和太陽(yáng)一樣擁有8顆大行星，就是在“開(kāi)普勒”傳回的數(shù)據(jù)中，借助人工智能的分析得出的結(jié)論。

不過(guò)，因?yàn)閿?shù)據(jù)量太龐大，科研人員稱，光是分析完“開(kāi)普勒”傳回的數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)還需要十幾年。此外，“開(kāi)普勒”的測(cè)量精度并不高，許多結(jié)果需要配合哈勃等其他空間望遠(yuǎn)鏡才能確認(rèn)，這也是它的先天缺陷。

而NASA新一代的、更強(qiáng)大的“行星獵手”——凌日系外行星調(diào)查衛(wèi)星（英文簡(jiǎn)稱TESS，中譯為“苔絲”）已于2018年4月“上線”發(fā)射升空，8月起開(kāi)始工作。“苔絲”同樣使用“凌日法”捕捉行星的蹤跡，不同的是它的設(shè)備更先進(jìn)，使用4個(gè)攝像頭構(gòu)建85%的天空地圖，比“開(kāi)普勒”所研究的區(qū)域擴(kuò)大近350倍。

最新消息是，“苔絲”已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了2顆候選行星。此外，NASA還將于2020年發(fā)射2架太空望遠(yuǎn)鏡，歐洲空間局也將于2019年和2026年分別發(fā)射2顆衛(wèi)星，繼續(xù)尋找太陽(yáng)系以外的宜居星球。

“這就是‘開(kāi)普勒的遺產(chǎn)：我們終于知道行星無(wú)處不在，現(xiàn)在，我們要去了解更多關(guān)于它們的內(nèi)容。”“開(kāi)普勒”項(xiàng)目的前管理者查理·索貝克這樣說(shuō)。“開(kāi)普勒”大大拓展了人類(lèi)的眼界，讓我們看到了數(shù)倍于從前的、太陽(yáng)系外數(shù)千個(gè)小世界存在生命跡象的可能，也留下了寶貴的數(shù)據(jù)遺產(chǎn)。它可以光榮地在天際安睡了。