專家講“苔絲”：技高一籌的“行星獵手”

近日，美國國家航空航天局全新探測器“凌日系外行星勘測衛星”（簡稱“苔絲”）升空。它是世界上第一個全天域普查太陽系外行星的天文衛星，有望發現宇宙中更多大小與地球相仿、處于恒星周圍宜居區內的行星，或許未來還會發現神秘的地外生命形式。

在“苔絲”之前，首個用于探測系外類地行星的是2009年發射的“開普勒太空望遠鏡”。“開普勒”先后發現了2600多顆系外行星，被人們冠以“行星獵手”的美稱。不過，這位“功臣”由于燃料等原因，即將退役。被視作“開普勒”接班人的“苔絲”，相比前者，無論是觀測范圍還是觀測能力都有極大提升——所覆蓋勘測空域比“開普勒”廣400倍，能夠勘測到的恒星亮度比“開普勒”高30至100倍。

“苔絲”造價不到4億美元，設計壽命兩年，大小介于一臺洗衣烘干一體機與一臺冰箱之間，重362千克。其頂部安裝有4臺口徑10厘米的低溫低噪廣角相機，用于勘測距離地球較近或特別亮的恒星，并通過“凌日法”尋找太陽系外行星。

所謂“凌日法”，是指行星從其母恒星前飛過時，會阻擋一部分恒星的光，出現行星“凌日”現象，從而可以確定行星的存在。系外行星自身不發光，掩藏在恒星的光輝中很難被準確觀測。而根據“凌日”的間隔和亮度等，可以確定行星的軌道、溫度和大小等數據。“凌日法”是目前尋找系外行星的最好辦法。在已被確認的約3700顆系外行星中，超過78%都是通過“凌日法”發現的。

“苔絲”的一大特點是運行軌道十分奇特。為了避免地球遮擋視野，“苔絲”要盡可能遠離地球，同時又不離地球太遠，以免阻礙數據傳輸，“苔絲”將通過11次變軌和一次月球“引力跳板”加速，最終進入一條繞地軌道周期為14天的大橢圓特殊軌道——近地點10.8萬千米，遠地點37.6萬千米。在這個特殊的大偏心率軌道運行時，“苔絲”能夠在月球和地球的引力之下保持相對穩定。正常情況下，無需啟動發動機，就能保持軌道運行。這既節省燃料，也利于衛星數據高速傳輸。

未來兩年，“苔絲”將對整個可見宇宙進行掃描，預計或將發現兩萬顆新的系外行星，其中包括500至1000顆的類地行星，科學家將從中挑選可能滿足宜居性的目標。此外，在某些特定天區，“苔絲”還將用全景模式，以30分鐘為間隔拍攝，用來觀測超新星、小行星以及引發引力波的天文事件。

人類從哪里來？人類是宇宙中孤獨的文明嗎？人類要到哪里去？這三大重要問題，是人們尋找系外行星的原動力。據了解，“苔絲”向地球傳輸的數據，將由位于美國加利福尼亞州巴斯托、西班牙馬德里和澳大利亞堪培拉的三座巨大深空測控天線接收。值得一提的是，這些數據將被公開發布，以便全球科學家和天文愛好者共享數據。無疑，行星研究將迎來新時代。