在僅距地球50光年之外，大約有1560顆恆星，它們可能被數千顆行星環繞。大約有一千顆這樣的太陽系外行星——即系外行星——可能是由岩石構成的，它們與地球有相似的結構。有一些甚至可能孕育著生命。超過99%的這些外星世界仍未被探索，但這種情況即將改變。
（美國宇航局/歐洲航天局/G.培根/太空望遠鏡科學研究所）
藉助美國宇航空局最新的系外行星獵人太空望遠鏡苔絲的幫助，科學家們開始了對太陽系附近可能適宜居住的行星的全天候搜索。每13.7天繞地球一週的苔絲和地面望遠鏡有望在未來幾年內發現數百顆行星。
這可能會改變天文學家對我們周圍的外星世界的理解，併為新一代望遠鏡尋找生命跡象提供目標。在僅僅一年多的時間裡，苔絲已經確認了1200多個候選行星，其中29個已經被天文學家確認為行星。
考慮到苔絲同時搜索數萬顆恆星來尋找行星的獨特能力，該任務預計將產生1萬多個新行星。
這對天文學家來說是激動人心的時刻，尤其是對我們這些探索系外行星的人來說。我們是行星狩獵項目“伊甸園計劃”的成員，這個項目也支持苔絲的工作。
我們使用地面和太空中的望遠鏡來尋找系外行星，以瞭解它們的特性和孕育生命的潛力。
我們周圍未被發現的世界
我們周圍的世界等待著我們去發現。以半人馬座比鄰星為例，這是一顆不顯眼的微弱紅星，不借助望遠鏡是看不見的。它是銀河系中1000多億顆這樣的恆星中的一顆，除了作為我們的鄰居之外，它並不引人注目。
圖解：圍繞著半人馬座紅矮星比鄰星運行的行星普羅克斯米亞b，這顆比鄰星是距離太陽系最近的恆星。圖源：space
在比鄰星軌道上運行的是一個迷人而神秘的世界，它叫做普羅克斯米亞b，直到2016年它才被發現。
令人驚訝的是，科學家們對普羅克斯米亞b知之甚少。天文學家將在一個星系中發現的第一顆行星命名為“b”。人類從未用肉眼或望遠鏡看到過這顆行星。
但我們知道它的存在是由於它對主恆星的引力，這使得恆星的擺動變得非常輕微。這個輕微的擺動是由一個大型國際天文學家小組從多臺地面望遠鏡採集的數據中發現的。
普羅克斯米亞b很可能與地球具有相似的岩石成分，但質量更高。它吸收的熱量和地球從太陽吸收的熱量幾乎一樣。
這就是這顆行星如此令人興奮的原因:它位於“宜居”地帶，有可能具有與地球相似的屬性，比如地表、液態水，而且——誰知道呢? ——甚至可能是帶有生命跡象的大氣層。
美國宇航局在2018年4月發射了苔絲任務，尋找其他與地球大小相仿的行星，但方法不同。苔絲正在尋找罕見的變暗事件:當行星從它們的主星前面經過時，擋住了一些星光。
這些凌日事件不僅表明了行星的存在，而且還顯示了它們的大小和軌道。
對我們這樣的天文學家來說，發現一顆新的凌日系外行星是一件大事，因為與通過恆星擺動發現的行星不同，我們可以進一步研究觀測到的凌日行星，以確定它們的密度和大氣成分。
圖解：通過測量亮度下降的深度和了解恆星的大小，科學家可以確定行星的大小或半徑。圖源：space
“小太陽”紅矮星
對我們來說，最令人興奮的系外行星是那些最小的行星。當它們圍繞被稱為紅矮星的小恆星運行時，苔絲可以探測到這些小恆星——他們的質量不到太陽質量的一半。
每個星系都是獨一無二的。例如，LP 791-18是一顆距離地球86光年的紅矮星，苔絲在它周圍發現了兩個世界。
第一顆是“超級地球”，一顆比地球大但可能大部分仍然是岩石的行星；第二顆是“迷你海王星”，一顆比海王星小但富含氣體和冰的行星。這兩顆行星在我們的太陽系中都沒有對應的行星。
LHS 3884b是天文學家目前最喜歡的與地球大小相當的新行星之一，這是一個灼熱的“熱地球”，它圍繞太陽公轉的速度非常快，以至於你在星球上每11個小時就可以慶祝一次生日。
圖解：藝術家對系外行星穿越紅矮星的印象。圖源：space
尚未出現類似地球的世界
但是地球大小的行星是怎樣的呢?尋找附近的星球以進行詳細研究的希望已經得以回報。一個天文學家團隊用哈勃太空望遠鏡觀測了熱的超級地球LHS 3884b，發現它是一個可怕的度假勝地，甚至沒有大氣層。
它只是一塊裸露的岩石，這塊岩石中午溫度超過700攝氏度(1300華氏度)，午夜溫度接近絕對零度(-460華氏度)。
苔絲任務最初獲得了兩年的資助。但是航天器的狀態非常好，由此美國宇航局將此任務延長到2022年，將苔絲掃描附近明亮恆星的時間延長了一倍。
圖解：藝術家對系外行星穿越紅矮星的印象。圖源：space
然而，由於系外行星極度的暗淡，尋找最冷恆星周圍的系外行星仍然是一個挑戰——它們的溫度是低於2700攝氏度(4900華氏度)的。
由於超冷矮行星為我們提供了的最佳機會來尋找和研究尺寸和溫度與地球相似的系外行星，因此其他聚焦的行星搜索正在從苔絲離開的地方開始。
苔絲找不到的世界
2016年5月，一個由比利時領導的小組宣佈發現了一個圍繞超冷矮星的行星系統，並將其命名為TRAPPIST-1。在TRAPPIST-1星系中發現了7顆與地球大小相當的凌日系外行星，這是一個突破性的發現。
圖解：根據截至2018年2月的關於行星直徑、質量和與主恆星距離的現有數據，該藝術家的概念顯示了TRAPPIST-1行星系統的外觀。圖源：space
它還證明了小型望遠鏡——相對於我們這個時代強大的龐然大物——仍然可以做出革命性的發現。憑藉耐心和毅力，特拉普斯特望遠鏡從阿塔卡馬沙漠的高山上俯瞰附近微弱的紅矮星，尋找它們亮度的細微變化。
最終，它在紅矮星TRAPPIST-1的數據中發現了凌日現象，儘管它離我們只有41光年，但對於苔絲的4個直徑10釐米(4英寸)的鏡片來說，它的亮度太微弱了。如果不是特拉普斯特團隊的大型望遠鏡發現了它們，這個地球大小的行星可能仍未被發現。
有兩個項目在圍繞紅矮星尋找外星球候選者的過程中提高了遊戲的難度。SPECULOOS團隊（該團隊項目是以一種比利時零食命名的“肉桂焦糖餅乾”，目的是尋找可居住的行星EClipsing ULtra-cOOl Stars 。其全稱為Search for habitable Planets EClipsing Ultra-cOOl Stars）在阿塔卡馬沙漠安裝了四個機器人望遠鏡，並在北半球同樣安裝了一個。
我們的地外發現和探索網絡——伊甸園計劃——使用了亞利桑那州、意大利、西班牙和臺灣的九架望遠鏡來連續觀測紅矮星。
SPECULOOS望遠鏡和伊頓望遠鏡比苔絲的小透鏡要大得多，可以發現恆星周圍的行星：這些恆星太暗，苔絲無法研究，包括一些離我們最近的凌日類地行星。
新世界的十年
下一個十年可能會被人們記住，那些其他世界令人難以置信的豐富多彩會讓我們大開眼界。到2025年,苔絲可能會發現1萬到1.5萬個系外行星候選者。
到2030年，歐洲航天局的蓋亞任務和柏拉圖任務預計將再發現2萬至3.5萬個行星。蓋亞任務將尋找行星引入的恆星擺動，而柏拉圖任務將像苔絲那樣尋找行星的傳遞。
然而，即使在即將發現的數千顆行星中，最接近太陽系的系外行星仍將保持其特殊地位。許多這樣的世界會開展非常詳細地研究，包括尋找生命跡象。
發現世界也代表了人類探索我們所生活的宇宙的重大進展。
在繪製了我們自己的行星和太陽系的地圖之後，現在我們把目光投向了附近的行星系統。也許有一天，半人馬座比鄰星b或附近的另一個天文學家尚未發現的世界，將會成為星際探測器的目標，比如"星射計劃"，甚至是載人星際飛船。但首先，我們必須把這些世界放在地圖上。
1.維基百科全書
2.天文學名詞
3. sciencealert-紀JZ
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