系外衛(wèi)星：尋找地外生命的又一希望

夜晚，星光閃爍，月球散發(fā)出柔和的銀白色光芒。仰望夜空于我們可能是一種浪漫，于天文學(xué)家則是靈感源泉。

據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）官網(wǎng)報(bào)道，截至2023年8月24日，人類已確認(rèn)發(fā)現(xiàn)超過(guò)5500顆系外行星。而尋找系外衛(wèi)星，即太陽(yáng)系以外的天然衛(wèi)星，更加令天文學(xué)家感到興奮。

據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》網(wǎng)站報(bào)道，美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的戴維·基平表示，系外衛(wèi)星或在決定主行星的宜居性方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，因?yàn)樗鼈兛梢种菩行堑臄[動(dòng)，營(yíng)造穩(wěn)定的氣候，就像月球?qū)Φ厍虻淖饔靡粯印５钊伺d奮的是，部分系外衛(wèi)星可能比系外行星更適合生命存在。

系外衛(wèi)星會(huì)是什么樣

廣袤星空中，衛(wèi)星可以以各種形式出現(xiàn)。例如土星的兩顆衛(wèi)星——土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一，幾乎共享一個(gè)軌道。此外，還有圍繞行星的衛(wèi)星環(huán)，就像土星環(huán)一樣。在合適的條件下，衛(wèi)星甚至可能會(huì)有自己的衛(wèi)星。

如果衛(wèi)星足夠大，能夠維持一定厚度的大氣層，那么它們可能是尋找生命的候選地點(diǎn)。此前，美國(guó)亞利桑那大學(xué)的研究表明，木星的4顆最大衛(wèi)星之所以溫暖，是因?yàn)樗鼈兊闹亓?chǎng)相互拉拽而產(chǎn)生的潮汐力。此外，土星具有豐富大氣層的土衛(wèi)六是地球以外唯一已知表面有湖泊和海洋的地方。

圍繞巨行星的衛(wèi)星也可能是尋找生命的最佳場(chǎng)所。尤其是，如果衛(wèi)星被潮汐鎖定，即其一面始終指向行星，就像月球指向地球那樣，該衛(wèi)星的一側(cè)將永久沐浴在行星反射的光芒下，且永遠(yuǎn)不會(huì)經(jīng)歷完整的夜晚。

種種跡象表明，系外衛(wèi)星是一個(gè)奇妙的地方。那么人們?cè)撊绾握业剿鼈兡兀?/p>

能否找到系外衛(wèi)星

基平是尋找地外行星的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)成員。他表示，5500多顆系外行星中，其中一些可能有數(shù)十顆衛(wèi)星。然而，要證明它們的存在并非易事。

2018年，基平所在的研究團(tuán)隊(duì)首次探測(cè)到了系外衛(wèi)星“開普勒-1625b I”，該衛(wèi)星位于系外行星開普勒-1625b的周圍。

2022年，包括基平在內(nèi)的另一個(gè)團(tuán)隊(duì)似乎發(fā)現(xiàn)了第二顆系外衛(wèi)星，名為“開普勒-1708b I”。

然而，2023年底，一支獨(dú)立天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)在《自然·天文學(xué)》上發(fā)表論文，對(duì)這兩顆系外衛(wèi)星的發(fā)現(xiàn)提出質(zhì)疑。索內(nèi)貝格天文臺(tái)的研究人員邁克爾·希普克表示，數(shù)據(jù)并不支持開普勒-1625b和開普勒-1708b周圍存在系外衛(wèi)星。

基平團(tuán)隊(duì)對(duì)此作出了回應(yīng)，但并未獲得認(rèn)可。不過(guò)，這些天文學(xué)家達(dá)成共識(shí)，要朝著尋找系外衛(wèi)星的方向繼續(xù)前進(jìn)。

現(xiàn)在，希望就像黎明的太陽(yáng)冉冉升起，科學(xué)家提出了一系列尋找這些衛(wèi)星的新方法。從觀察那些“拋棄”了恒星的“流浪行星”，到監(jiān)測(cè)系外行星的引力擺動(dòng)。利用這些新方法再加上即將推出的新望遠(yuǎn)鏡，系外衛(wèi)星的“追星族”有可能發(fā)現(xiàn)一類全新的外星世界。

系外衛(wèi)星比行星更難觀測(cè)

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員陳學(xué)雷在接受《科技日?qǐng)?bào)》記者采訪時(shí)表示，從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，觀測(cè)系外衛(wèi)星相對(duì)于行星更加困難。因?yàn)樾l(wèi)星往往較小、光度較弱，且通常被其所圍繞的行星所遮擋，使直接觀測(cè)變得更具挑戰(zhàn)性。這就要求科學(xué)家采用更加精密的觀測(cè)設(shè)備和數(shù)據(jù)處理技術(shù)。

一般情況下，尋找系外行星或衛(wèi)星，最常用的一種方法是凌日法。“凌日法的原理很簡(jiǎn)單：一顆恒星自己會(huì)發(fā)光，如果沒(méi)有遮擋的話，一段時(shí)間內(nèi)這顆恒星發(fā)光亮度不變。”陳學(xué)雷介紹說(shuō)，“然而，有行星經(jīng)過(guò)時(shí)，會(huì)遮擋一部分恒星或行星的光，導(dǎo)致觀測(cè)到的恒星亮度短暫減小，幅度通常很小。這些凌日事件的時(shí)間間隔和減小的幅度，可提供關(guān)于行星軌道及其性質(zhì)的信息。”

凌日系外行星即是通過(guò)凌日法被間接檢測(cè)到的系外行星。2001年，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡首次真正嘗試尋找凌日系外行星周圍的衛(wèi)星，但沒(méi)有成功。隨著2009年開普勒空間望遠(yuǎn)鏡的發(fā)射，凌日系外行星領(lǐng)域發(fā)生了革命性變化，這項(xiàng)任務(wù)取得巨大成功，在9年觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)了2700多顆凌日行星。正是由于這些事件，基平開始認(rèn)真思考尋找系外衛(wèi)星的可能性。目前，他們正尋求借助詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡開啟“追星”之旅。

《新科學(xué)家》報(bào)道稱，美國(guó)國(guó)家航空航天局的南希·格雷斯·羅曼空間望遠(yuǎn)鏡將于2027年啟用，其對(duì)圍繞獵戶星云中自由飄浮運(yùn)行的系外衛(wèi)星尤其“敏感”，或許能進(jìn)一步幫助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)系外衛(wèi)星。

系外衛(wèi)星的探索之旅困難重重，像基平這樣的“追星者”們還未成功，但他們沒(méi)有選擇放棄。基平說(shuō)：“我們幾乎可以肯定它們存在，盡管這不足以說(shuō)它們就在那里，但總得有人去找尋。”

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