美國東部時間6日22時50分(北京時間7日11時50分),美國“開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡在美國卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空。這是世界上首個專門用于搜尋太陽系外類地行星的航天器。

　　美國航天局的電視直播畫面顯示,發(fā)射65分鐘后,總投資近6億美元的“開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡開始進入預(yù)定軌道,當(dāng)時它距地球大約721公里。它將在這一軌道試運行兩個月,隨后正式開始執(zhí)行探索任務(wù)。

　　“一切正常,”美航天局電視臺評論員喬治·迪勒說,“對在海灘上觀看發(fā)射的人來說,這是個偉大的周五之夜。”

　　在為期至少3年半的任務(wù)期內(nèi),“開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡將對天鵝座和天琴座中大約10萬個恒星系展開觀測,以尋找類地行星和生命存在的跡象。美國航天局天文學(xué)家博魯茨基說:“我們將尋找外星人的家。”“開普勒”的命名是為了紀(jì)念德國天文學(xué)家約翰內(nèi)斯·開普勒,他提出了著名的行星運動三定律。

　　美國航天局負(fù)責(zé)科學(xué)任務(wù)董事會的副局長埃德·魏勒在發(fā)射前表示,“開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡試圖回答這樣一個問題,即太陽系外是否有類似于地球的行星。這不僅是科學(xué)問題,也是人類探詢的一個基本問題。

　　美國航天局公布的資料顯示,“開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡攜帶有迄今人類向太空所發(fā)射航天器攜帶的最大的光度計。

　　類地行星是指類似于地球的行星。天文學(xué)家認(rèn)為這些行星上可能有生命,因而有研究意義。在地球上搜尋類地行星面臨的一大困難是缺乏觀測手段,因為在類似太陽系的遙遠(yuǎn)星系中,恒星和行星的距離往往較近,恒星發(fā)出的強烈光線會掩蓋行星,使地球上的天文望遠(yuǎn)鏡觀測不到。

　　■背景

　　“開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡知多少

　　美國“開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡當(dāng)?shù)貢r間6日深夜從美國卡納維拉爾角空軍基地升空,這是世界首個專門用于探測太陽系外類地行星的航天器,其基本特性如下:

　　名字:以生活在16世紀(jì)至17世紀(jì)的德國天文學(xué)家約翰內(nèi)斯·開普勒的名字命名。他發(fā)現(xiàn)了著名的“開普勒行星運動三定律”,為天文學(xué)發(fā)展做出巨大貢獻。

　　外形:主體大致呈圓筒狀,直徑2.7米,長4.7米。

　　功能:攜帶的光度計裝備有直徑為95厘米的透鏡,還裝備有95兆像素的CCD感光設(shè)備。它具有極其靈敏的觀測能力,在太空中可以發(fā)現(xiàn)地球上晚間一盞普通燈被關(guān)閉的光線變化。

　　軌道:將繞太陽飛行,其運行軌道和地球軌道基本重合,一個周期約為372天。

　　任務(wù):設(shè)計任務(wù)期為3.5年,如可能將延長到6年。它將持續(xù)對天鵝座和天琴座目標(biāo)區(qū)域大約10萬個與太陽系相似的恒星體系進行觀測,希望能觀測到這一區(qū)域中的行星“凌日”現(xiàn)象,并以此推斷是否存在類地行星。

　　“開普勒”如何探測類地行星

　　“開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡將通過觀測行星的“凌日”現(xiàn)象搜尋太陽系外類地行星。

　　“凌日”是指在觀測者看來,行星從其母恒星前面經(jīng)過的現(xiàn)象。比如在地球上可以觀測到水星凌日或金星凌日,這時人們看到太陽表面上仿佛有個小黑點在緩緩移動。同樣,觀測其他恒星系統(tǒng)時也會看到凌日現(xiàn)象。“開普勒”便是通過相關(guān)觀測數(shù)據(jù)來計算行星的特點。

　　“開普勒”觀測的目標(biāo)區(qū)域位于銀河系中的天鵝座和天琴座一帶,因為這個方向上的觀測較少受太陽等天體影響,有利于持續(xù)觀測。此外,這一區(qū)域內(nèi)也存在較多的恒星及附屬行星。

　　■科普

　　什么樣的行星適合生命存在

　　科學(xué)家普遍認(rèn)為,一顆適于生命存在的行星必須滿足諸多條件,其中最基本的條件是行星表面有液態(tài)水。

　　決定這一條件的主要因素是行星所在星系的類型,即恒星體積、有效溫度和行星軌道。

　　也就是說,可以在一顆特定恒星周圍劃分出適居區(qū),適居區(qū)內(nèi)緣以外的行星溫度極高,行星表面的任何水分都會蒸發(fā),例如水星；適居區(qū)外的行星溫度極低,行星表面的任何水都會被永久性凍結(jié),例如火星。對于太陽系而言,所謂的適居區(qū)大致位于水星與火星軌道之間的區(qū)域。

　　第二個影響適居性的因素是行星的體積與質(zhì)量。質(zhì)量不及地球一半的行星無法擁有足夠的表面重力以牢牢“鎖住”維持生命的大氣層,例如火星；質(zhì)量是地球10 倍以上的行星雖然能夠擁有足夠的表面壓力,但同時也“鎖住”了星系形成的基本元素氫和氦,最終成長為氣態(tài)巨星,例如木星、土星、天王星和海王星。

　　因此,探測適居行星的一個目標(biāo)就是尋找質(zhì)量大約在半個和10個地球之間的行星,或者說推測半徑大約是地球半徑0.8至2.2倍的類地行星。

　　這即是美國6日發(fā)射的“開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡所要完成的使命。

　　其他影響適居性的因素還有很多,其中包括大氣的規(guī)模和構(gòu)成(影響行星溫度并保護其免受紫外線和宇宙射線侵害),以及所在行星系統(tǒng)內(nèi)的衛(wèi)星及巨行星的影響,如是否可以保護其免受小行星撞擊等。