发现一大波行星 开普勒太空镜咋这么“神”

美国航天局5月10日公布的概念图显示开普勒太空望远镜确认的部分行星。新华社发

　　美国国家航空航天局10日宣布，开普勒太空望远镜一次性确认了1284颗太阳系外行星的存在，为人类探索宇宙、寻找“可生存外星”提供了更大潜力。

　　素有“行星神探”之称的开普勒太空望远镜至今已发现超过2300颗系外行星。它是怎么做到的呢？

　　【“眨眼”捕捉行星】

　　总耗资6亿美元的开普勒太空望远镜于2009年3月发射升空，以德国著名天文学家约翰内斯·开普勒的名字命名，是世界上首个专门用于搜寻太阳系外类地行星的航天器。它绕太阳飞行，运行轨道与地球轨道基本重合，通过观测行星凌日现象，在天鹅座和天琴座的大约10万个恒星系中搜寻与地球类似的行星。

　　具体来说，开普勒太空望远镜每隔30分钟会同时监测约10万颗恒星亮度的变化，当某颗行星经过恒星表面、即“凌日”时，它就可观测到恒星因受行星遮挡所发生的细微亮度变化，即通过捕捉星星的“眨眼”来判断行星的存在。

　　据美国航天局官网介绍，由于行星轨道和恒星类型不同，凌日现象大约会持续1小时至半天时间。每一段“眨眼”时间，就是开普勒望远镜的“捕猎”黄金期。

图为美国航天局2015年12月20日公布的名为“开普勒-20f”的行星的假想图。新华社发

　　【“扫帚”新式搜索】

　　与恒星的光辉相比，行星凌日时的亮度变暗现象实在是微乎其微，也非常难观测。举例来说，一颗地球大小的行星掠过太阳大小的恒星时，产生的亮度变化只有百万分之八十四，这就像是要从数公里外看清一只跳蚤是否爬上了汽车前灯一样难。

　　开普勒太空望远镜主体大致呈圆筒状，直径2.7米，长4.7米。用于检测亮度变化的光度计由光圈为95厘米的望远镜、直径1.4米的主反射镜以及9500万像素的焦平面阵列传感器组成。

　　光线射入望远镜后，从主反射镜反射到传感器上，每隔6秒钟，传感器会把检测到的光子数量记录并上传至望远镜内的计算机，以便存储和初步分析。这些光子数据每个月会传回地球一次。

　　自20多年前人类发现首颗太阳系外行星以来，科学家通常通过一一分析确认的方法来验证疑似行星，这是一项费时费力的工作。而最新的研究方法，是基于一种能同时应用于多颗候选行星的新型统计分析方法，计算每个候选者为行星的百分比概率，概率超过99％被认定为行星。

　　美国国家航空航天局研究人员打了一个比喻：候选行星就类似丢在地上的面包屑，以前是一颗一颗捡起来，新的方法是用扫帚把它们扫起来，结果就是一次性发现一大群系外行星。

　　【“老兵”超期服役】

　　按美国航天局原定计划，开普勒太空望远镜服役期为3年半，但2009年至今，它在太空中已7年有余，属超期服役。

　　其间，这个“老兵”也曾经历数次危机，但都有惊无险。在2013年，因4个反应轮中的两个出现故障，开普勒太空望远镜被宣布“死亡”。反应轮主要用于调整望远镜的姿态。2014年，科学家用太阳光子产生的压力作为一个“虚拟反应轮”，让这台太空望远镜得以重生。美联社报道，美国航天局计划明年再发射一台搜寻行星的天文设备。

　　前不久开普勒望远镜再次进入紧急模式，仅维持最低限度运行能力，经科学家努力才恢复正常。它现在位于近1.2亿公里以外的太空。科学家说，让开普勒维持正常运行当前的首要任务。

　　为何要持续探索太空？美国航天局首席科学家埃伦·斯托凡说：“在宇宙中的某个地方，类似我们太阳的某颗恒星的周围，我们或将最终找到又一个地球。”（海洋 新华社专特稿）