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FAST將尋找太陽系外的“新世界”

小知識(shí)科普外行星星星磁場的系外行星


FAST將尋找太陽系外的“新世界”



這是位于貴州的“中國天眼”——500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）（2018年9月10日無人機(jī)拍攝） 。 新華社采訪人員 歐東衢 攝
除了搜索外星文明的信號， 目前世界最大、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）將在距離地球約100光年的范圍內(nèi)尋找系外行星， 這種行星像地球一樣擁有磁場 。
中法等國天文學(xué)家最近在《天文學(xué)及天體物理》雜志上發(fā)表了這一觀測計(jì)劃 。
中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員、FAST首席科學(xué)家李菂介紹， 和地球相當(dāng)?shù)南低庑行潜环Q為“超級地球” 。 科學(xué)家更關(guān)心適合人類生存的系外行星 。 宜居行星除了應(yīng)當(dāng)有水、適宜的溫度和大氣外， 還有一個(gè)必要條件， 那就是擁有磁場 。
“地球的磁場保護(hù)生命不受宇宙射線的傷害 。 前一段時(shí)間熱映的科幻電影《流浪地球》有一個(gè)概念不符合科學(xué)， 如果地球停止自轉(zhuǎn)， 磁場就會(huì)消失 。 沒有磁場的保護(hù)， 地球大氣層會(huì)被太陽風(fēng)吹走， 人和大多數(shù)生物會(huì)直接暴露在惡劣的宇宙環(huán)境中， 無法生存 。 ”李菂說 。
巴黎天文臺(tái)天文學(xué)家菲利普·扎爾卡說， 行星是最有利于孕育生命的搖籃， 目前人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大約4000顆系外行星 。
他說， 在太陽系的八大行星中， 有六顆擁有行星尺度的磁場， 它們是水星、地球、木星、土星、天王星和海王星， 同時(shí)它們也都是強(qiáng)射電源 。 對系外行星開展射電探測旨在研究系外行星的物理特征， 并與太陽系內(nèi)的行星進(jìn)行比較研究 。
李菂說， 人類發(fā)現(xiàn)的第一顆系外行星就是通過射電天文的方法在一顆脈沖星旁邊找到的， 但這是一個(gè)非常特殊的案例 。 除此之外， 目前人類發(fā)現(xiàn)的所有系外行星都是通過光學(xué)方法或是紅外直接成像找到的 。 發(fā)現(xiàn)這些系外行星讓科學(xué)家相信， 銀河系中幾乎每顆恒星周圍都有行星， 并且存在大量的宜居行星 。
他說， 在太陽系里， 太陽風(fēng)中的高能帶電粒子以及來自某些衛(wèi)星的電子與行星磁層相互作用， 會(huì)產(chǎn)生射電輻射 。 太陽系內(nèi)有磁場的行星都能產(chǎn)生這種輻射， 可以通過射電望遠(yuǎn)鏡測量并研究其磁場 。 這是目前光學(xué)和紅外觀測難以實(shí)現(xiàn)的研究 。
“那么系外行星有沒有磁場呢？如果有磁場， 在主恒星星風(fēng)的作用下， 同樣應(yīng)該能產(chǎn)生射電輻射 。 ”李菂說 。
實(shí)際上， 射電天文學(xué)家一直在尋找系外行星的射電信號， 但是至今都還沒有探測到 。
“由于FAST比之前的射電望遠(yuǎn)鏡更加靈敏， 我們希望做這方面的嘗試 。 如果能首次探測到系外行星的射電輻射， 確認(rèn)其有磁場， 將是非常重要的發(fā)現(xiàn) 。 如果我們能打開這個(gè)觀測窗口， 就可以尋找系外行星磁場的規(guī)律， 從另一個(gè)方面研究它們是否宜居 。 ”李菂說 。
這是在貴州平塘拍攝的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）（2016年6月27日攝） 。 新華社采訪人員 劉續(xù) 攝
他介紹， 目前， 大多數(shù)系外行星都是通過美國開普勒太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的， 但是開普勒望遠(yuǎn)鏡找到的系外行星距離地球相對遙遠(yuǎn)， 在500光年之外 。 2018年美國又發(fā)射了新的系外行星探測器“苔絲”， 它的目標(biāo)是尋找距離地球比較近的系外行星 。
“如果‘苔絲’找到大量的系外行星， 我們同時(shí)去跟蹤探測， 那么發(fā)現(xiàn)有磁場的系外行星概率會(huì)提高 。 ”李菂說 。
“我們尋找的是距離地球100光年之內(nèi)的系外行星， 這樣的行星一旦找到便于科學(xué)家開展細(xì)致研究， 甚至有實(shí)現(xiàn)星際移民的可能性 。 ”他說 。
架設(shè)在貴州黔南州平塘縣巨大天坑中的FAST于2016年9月竣工， 過去3年是它的調(diào)試期， 今年9月將正式投入使用 。 這個(gè)面積相當(dāng)于30個(gè)足球場的望遠(yuǎn)鏡， 就像一只龐大而靈敏的耳朵， 將傾聽來自遙遠(yuǎn)星塵最微弱的“呢喃”， 洞察隱藏在宇宙深處的秘密 。

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