任务已顺利进行数年,凯珀太空望远镜的科学家们现在正深入研究统计数据。就像民意调查者从少数选民样本中得出结论一样,他们确信他们发现的数千颗行星和行星候选体是构成银河系其余部分的良好类比。
他们说,银河系有许多世界:每颗恒星至少有一颗行星,而每六颗恒星至少有一颗类地行星。
今天在美国天文学会于加州长滩举行的冬季会议上,传来了大量系外天文学的新闻。其中的重中之重是凯珀望远镜已发现 461 个新的行星候选体。据运营该望远镜的 NASA 称,这使得凯珀望远镜的目录达到了 2,740 个潜在行星,这些行星围绕 2,036 颗恒星运行。其中,类地行星和超地球行星候选体的数量分别增加了 43% 和 21%,这是最显著的增长。
同样有趣的是:凯珀望远镜行星候选体中有 43% 至少有一个邻居。这意味着大量的行星存在于行星系统中,而不是单独绕轨道运行。还有一个统计数据:天文学家还发现,无论您谈论的是哪种类型的恒星,它周围都可以围绕着一颗类地行星。根据迄今为止发现的类地行星候选体的估计,可能存在170 亿颗。
这意味着有数十亿颗类地行星。卡尔·萨根无疑会很高兴。
凯珀望远镜通过观察大约 15.6 万颗恒星的亮度变化来发现行星,这些变化可能是行星在我们观察角度看来从恒星前方经过的结果。这些微小的变化需要进一步研究以确保它们真的是行星,这就是为什么天文学家将候选体与已确认的行星区分开来。到目前为止,在系外行星普查中有 105 颗明确确认的行星。
加州理工学院的天文学家约翰·约翰逊(John Johnson)和乔纳森·斯威夫特(Jonathan Swift)最近确认了其中几颗,用于一项衡量我们星系中行星丰度的研究。他们观察了 Kepler-32,这是一个由 M 型矮星(M-dwarf star)主导的五行星系统。这类恒星在我们星系中极其普遍;大约 76% 的恒星是 M 型矮星。与我们的黄色太阳相比,这些恒星是橙红色的,大小大约是太阳的一半。其他天文学家已经猜测在我们所在的区域,每颗恒星大约有一颗行星,但这是第一次有人使用最常见的恒星来计算出这个估计值。
Kepler-32 中的两颗行星已经通过基于地球的复核方法得到确认,加州理工学院的团队确认了另外三颗。这些行星的大小与地球相似,并且非常靠近它们的恒星运行。根据约翰逊及其合著者的数据,这些行星也与凯珀望远镜迄今为止看到的围绕 M 类恒星运行的其他行星非常相似。这意味着围绕常见恒星运行的大多数行星可能与这些行星相似。因此,约翰逊和斯威夫特表示,每颗恒星一颗行星的计算可能比较保守。进一步的分析可能会发现支持每颗恒星至少有两颗行星的数字。
Kepler-32 中的行星也有助于完善行星形成理论。这些行星可能比现在离它们的恒星更远的地方形成,然后向内迁移。它们是由恒星年轻时环绕它的气体和尘埃盘形成的。
另一项系外研究进一步证实了这一点——这项研究涉及系外彗星。在 Kepler-32 系统(以及我们太阳系)中的行星形成完成后,仍然有一些剩余物,即星子和彗星。加州大学伯克利分校空间科学实验室的研究天文学家巴里·威尔士(Barry Welsh)着手寻找这些残骸,并发现了六个新的系外彗星系统。这些彗星围绕 A 型恒星运行,这些恒星非常年轻(约 500 万年)。但同样,统计证据表明,更老的恒星也应该有彗星。系外彗星可能和系外行星一样普遍。
所有这些发现意味着什么?对天文学家来说,它们表明凯珀望远镜和地面观测站能够发现各种各样恒星周围的大范围行星和星子,这意味着未来还将有更多类似的发现。但从最广泛的意义上讲,它们证实了每个地球人都应该知道的一件事:我们并不独特。其他岩石世界也在我们宇宙角落的各个地方围绕着其他中等年龄、中等亮度的恒星运行。
斯威夫特是加州理工学院的博士后,也是 Kepler-32 论文的主要作者,他对此进行了完美的总结:“凯珀望远镜使我们能够仰望天空,知道那里有比我们能看到的恒星更多的行星。”