在现代天文学探索者的殿堂中，开普勒空间望远镜位列前茅，它仅观测了浩瀚宇宙的一小部分，就发现了超过1200个太阳系外的世界。开普勒发现了灼热的、微小的类地行星，有可能共享轨道的行星，一颗特别漆黑的吸光行星，以及54颗舒适地安居在其恒星的“金发女孩区”内的行星。今年九月，开普勒天文学家们宣布了又一项奇特的发现：一颗行星围绕双星系统运行，就像某个科幻电影系列中那颗颜色暗淡的星球一样。
但大多数人可能并不知道，这项激动人心的发现——无疑是开普勒迄今为止最著名的发现之一——最初是别人的“垃圾”。劳伦斯·道尔（Laurance Doyle）乐此不疲地在其中翻找，最终促成了今年的重大科学发现之一。
道尔在接受《流行科学》杂志的广泛采访时表示，这颗被称为Kepler-16b的环双星行星，是在 painstaking（仔细）审查食双星系统后发现的。对于大多数搜寻行星的天文学家来说，他们通过恒星亮度的微小波动来探测行星凌日的迹象，而这些双星系统则会让数据变得模糊。
“单星凌日搜寻者会称食双星为行星搜寻的‘祸害’，”道尔说。“但一个人的祸害，却是另一个人的宝藏。我们说‘把你们那些可怜的、疲惫的、食双星数据给我们吧。’他们把它们扔掉了，而我们捡了起来。”
《流行科学》采访了SETI研究所的天体物理学家道尔，了解他和他的同事们是如何做到的。
《流行科学》：如果开普勒只观测天空的一小部分，为什么会有这么多数据？
劳伦斯·道尔：开普勒是哈勃空间望远镜的广角版本。哈勃就像用望远镜观察远山上的麋鹿，注意到它们有角。开普勒更像是对麋鹿进行普查，统计远山上麋鹿的数量，而不是研究其中一只的角或蹄子。哈勃的主要目标是确定宇宙的年龄，而开普勒的主要目标是寻找另一个地球，所以它观测的是海量数据。有1500万颗恒星进入开普勒望远镜的视野，但由于内存限制，基本上是由于资金限制，我们只能下载最亮的155,000颗。如果你要去钓鱼，这需要时间。所以开普勒已经连续观测了155,000颗恒星近三年了。这是相当多的数据。此外，你观测的数据比以往任何时候对恒星的灵敏度都要高100倍。我们观测的是光变曲线。开普勒不测量颜色或光谱，它只是持续地、非常精确地测量恒星亮度的变化。你仅凭恒星亮度的随时间变化就可以了解很多关于恒星的信息。
食双星工作组不得不浏览155,000条光变曲线，并从中挑选出食双星。大约有2000颗。
PS：你的意思是你们用肉眼完成的？你们是怎么找到它们的？
LD：食双星有各种各样的类型——有分离的、半分离的、接触的、凌日时会振荡的。要编写一个包含所有这些情况的算法太复杂了，所以我们说，大家，我们来硬着头皮做吧。我们八个人就开始看了。我们会寻找光变曲线中的一个低谷，然后是第二个低谷，然后就说这里有个候选者。但我们花了两年时间寻找食双星，然后才能寻找行星。我们可以大概一看就知道是食双星，一天能找到几十个。
即使在15年前，数据也是个问题；我们无法获得足够的数据。现在天文学家们简直是在数据中畅游。PS：为什么研究食双星很有用？
LD：我们几乎所有的恒星尺寸知识都来自于食双星系统。它们离我们太远，我们看不清它们的盘面大小，但我们可以用绝对尺度来测量它们的谱。我们可以知道它们相互遮挡的时间。几乎所有我们关于太阳系外行星的知识都来自于凌日。当一颗行星经过恒星前方时，我们可以测量其亮度的比例，从而得到行星的大小。Kepler-16b就是一颗凌日行星，位于一个食双星系统中。因此，它是太阳系外测量得最精确的行星。我们可以测量恒星，因为它是一个食双星，我们也可以测量行星，因为它是一颗凌日行星。它会经过两颗恒星的前方。所以这是一个非常幸运的发现，它展示了即使在几百光年外，我们也能进行多么精确的测量。
PS：为什么单星凌日搜寻者不想看这些数据？
LD：当你看着一个灯泡时，中间比边缘亮。当行星经过恒星前方时，它阻挡的光线中间比边缘多。你可以利用这一点来判断它是否正在擦边。所以当[凌日搜寻者]发现一个擦边凌日时，他们注意到凌日不是相同深度的。他们会看到一个深谷和一个不算那么深的谷。凌日不应该是这样的，它们每次都应该以相同的深度下降。如果他们看到了第二个谷，他们就会说这是一个擦边食双星。但我们的团队想要它们。[凌日搜寻者]说：“拥有一个目录以便我们可以摆脱它们是件好事，”而我们说：“拥有一个目录以便我们可以寻找环双星行星是件好事。”在想要食双星的人和想摆脱它们的人之间，存在着这种友好的打趣。
PS：这些被丢弃的数据还有什么其他用途？
LD：我们想给凌日搜寻者一个概率，判断它是一个凌日行星还是一个食双星。因此，我们能够给他们一个误报率——在公布的1235个行星候选者中，有多少是食双星。我们没有足够的时间来测量所有这些的谱，所以我们将其发布给了科学界。但我认为，至少有90%是真实的行星。这使其他恒星周围的行星数量增加了两倍多。
PS：你是如何仅凭光变曲线数据确定行星存在的？
LD：有了光变曲线，我们就有了一条显示亮度随时间变化的曲线。我们对Kepler-16做的第一件事是注意到一些低谷是规律的，一些是浅的，一些是深的，所以一定有一个明亮的恒星和一个昏暗的恒星。我们想，也许在背景中有一个食双星，碰巧被包含在同一测量中，因为开普勒的像素很大。如果它是一个背景食双星，曲线会是深，浅，深，浅。但然后双星交换了位置。它是一个深谷，浅谷，浅谷，深谷。这让我们觉得，“哇。”它怎么会突然改变方向，走向另一边？这说不通。但说得通的是，这是一个环双星物体。它经过大恒星，然后是小恒星，然后是绕着它们两者运行。当它回来时，碰巧小恒星在前面；它们交换了位置。
PS：你怎么能确定它是一个行星？
LD：第三个物体绕着食双星运行，每次运行到它附近时都应该会拉扯它。如果它是一个恒星质量，它会拉扯这些天体并改变它们的轨道周期，我们可以算出需要多大的质量才能改变周期。所以我们查看了食掩的时刻，当食掩发生时，时间变化只有大约一分钟。所以食掩不是恒星质量，我们那时就知道我们发现了一个行星。然后，只是微调的问题，我们发现了Kepler-16b。
PS：你认为你会发现更多这样的行星吗？你还在寻找什么？
LD：开普勒需要延长任务时间才能找到地球。我们曾经认为太阳是一颗典型的恒星，但事实并非如此。太阳特别宁静。三分之二的恒星更加活跃；它们闪烁得更多。有更多的“噪音”。这就像说，我可以在两分钟内背诵《葛底斯堡演说》，但电话线正在发出“CHHHRH”的声音。你会说，“这至少要花十分钟，因为有噪音。”所以找到地球需要更长的时间，而我们之前并不知道这一点。但当你以比以往任何时候都高100倍的精度测量任何东西时，总会有惊喜。
对于天文学家来说，即使在15年前，数据也是一个问题。我们无法获得足够的数据。现在天文学家们简直是在数据中畅游——数据量远远超过了天文学家能够处理的范围。为了进行数据库管理，一种方法是邀请你的朋友。我认为公民科学将变得越来越受欢迎。它只受限于我们的想象力，有多少人能参与到实际的发现中来。
