搜索類地系外行星 探測引力波

韋伯之后 太空將迎來這些探測神器

科技創(chuàng)新世界潮

對人類來說，2021年接近尾聲。但對天文學來說，有些事情才剛剛開始！

備受期待的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(以下簡稱韋伯望遠鏡)發(fā)射在即，它是有史以來最受期待的科學儀器之一，有望讓我們回溯130多億年前宇宙的情形，并揭示圍繞其他恒星運行的系外行星大氣的情況。

但這并不是故事的結(jié)束！未來幾年，還有幾款史詩般的天文儀器會逐一升空，從多個角度為我們揭開宇宙的神秘面紗。

英國《新科學家》雜志網(wǎng)站在近日的報道中，為我們揭示了有望在2034年前發(fā)射的三款最令人期待的太空觀測平臺。

“柏拉圖”系外行星搜索平臺

預計發(fā)射日期：2026年

歐洲空間局(ESA)的“行星凌日與恒星振蕩(PLATO，柏拉圖)”太空望遠鏡將搜索100萬顆太陽系外的恒星，探測并表征繞這些恒星旋轉(zhuǎn)的行星，高精度地測量這些系外行星的半徑范圍、質(zhì)量和年齡。

科學家們此前也發(fā)射過類似的系外行星“獵手”，但這些望遠鏡只能看到離恒星很近的行星，而“柏拉圖”的“目光”會在每顆恒星上停留更長的時間，因此有機會探測到距離恒星更遠、軌道周期更長的行星。

此外，“柏拉圖”的特別之處在于，它專注于在系外恒星系統(tǒng)的宜居區(qū)搜索巖石系外行星的“蛛絲馬跡”，宜居區(qū)是恒星系統(tǒng)中溫度適合液態(tài)水的狹窄區(qū)域。它攜帶有能夠表征此類天體的設(shè)備，可告訴科學家們這些天體與地球的相似程度。

ESA稱，“柏拉圖”提供的數(shù)據(jù)將有助于科學家們解決關(guān)鍵問題，比如銀河系內(nèi)的行星是如何形成以及演化的？適應生命繁衍生息的巖質(zhì)行星存在的概率等。

行星“獵手”羅馬太空望遠鏡

預計發(fā)射日期：2025年

與韋伯望遠鏡一樣，以美國國家航空航天局(NASA)首位首席天文學家、哈勃望遠鏡之母的名字命名的南希·格雷斯·羅馬太空望遠鏡(以下簡稱羅馬望遠鏡)也是一臺紅外望遠鏡。不過，與韋伯望遠鏡關(guān)注細節(jié)不同，羅馬望遠鏡著眼于大局，該望遠鏡的全景視野是韋伯的100多倍。

在其發(fā)射之后的最初5年中，羅馬望遠鏡拍攝的宇宙區(qū)域?qū)⑹枪h鏡在發(fā)射之后30年內(nèi)拍攝宇宙區(qū)域的50多倍，從而制作出第一張廣域紅外宇宙圖。人們希望這將有助于解開諸如暗物質(zhì)和暗能量的“真實身份”等謎團。目前，天文學家可看到這些物質(zhì)對宇宙的影響，但無法解釋它們究竟是“何方神圣”。

天文學家還期望這項任務(wù)在勘測銀河系中大量恒星時，能借助微透鏡和凌日方法，找到各種各樣的行星。這些行星中，大約四分之三有望成為木星和土星這樣的氣態(tài)巨行星，或者天王星和海王星這樣的冰態(tài)巨行星。其余的大部分很可能是體積為地球4倍到8倍的行星，也就是所謂的小海王星——我們太陽系中沒有類似的行星。

此外，為了進一步提升羅馬望遠鏡的觀測效率，NASA的一個工程師團隊正計劃發(fā)射一個后續(xù)航天裝備——“星影”。這個花瓣狀的航天器可以與望遠鏡一起飛行，阻擋來自太陽的光，并幫助望遠鏡看到附近較暗的行星。

激光干涉空間天線

預計發(fā)射日期：2034年

2015年，科學家們首次探測到引力波，即時空中的漣漪。到目前為止，我們已經(jīng)看到了黑洞和中子星碰撞產(chǎn)生的引力波。由ESA領(lǐng)導的“激光干涉空間天線(LISA)”將是一個比現(xiàn)有地面引力波探測器大得多的太空引力波探測器。

與激光干涉引力波天文臺和“室女座”引力波探測器一樣，LISA將通過感應多個固定激光束長度的極小的變化量來探測引力波，因為引力波會隨著時間的推移而受到干擾并擾亂時空結(jié)構(gòu)。

LISA將由三個航天器組成，以三角形排列，相距250萬公里。這3個航天器將位于L1拉格朗日點，這是地球與太陽之間的一個重力中點，距離地球約100萬公里。它將借助從其他星系中的行星對其母恒星產(chǎn)生引力波的微妙影響，讓科學家們發(fā)現(xiàn)銀河系外的新行星。

本報記者 劉 霞