跟着罗曼太空望远镜追寻流浪的行星

B站影视 欧美电影 2025-09-23 13:01 3

摘要:2020年10月29日,来自华沙大学的天文学家普雷泽梅克•姆罗兹(Przemek Mróz)和一个国际合作团队报告了来自银河系中间的一个奇特闪光,命名为OGLE-2016-BLG-1928。这个信号非常微弱,导致一颗恒星在6小时内发生了约20%的亮度变化,这个

2020年10月29日,来自华沙大学的天文学家普雷泽梅克•姆罗兹(Przemek Mróz)和一个国际合作团队报告了来自银河系中间的一个奇特闪光,命名为OGLE-2016-BLG-1928。这个信号非常微弱,导致一颗恒星在6小时内发生了约20%的亮度变化,这个现象仅出现了一次,此后再未出现。然而,这个微小的闪光却具有重大的意义:这是人类首次可靠地观测到一颗地球大小的“流浪行星”,一个未被任何恒星束缚、自由漂浮在星际之间的天体。“发现真正的新事物总是令人兴奋,这也是我成为科学家的原因。”姆罗兹说道,他确实如愿以偿了。过去10年里,已有3个独立的天空监测项目发现过像木星一样的巨型行星孤独地在太空中漂泊。OGLE-2016-BLG-1928是第一次发现地球大小的自由漂浮行星。2023年,天体物理引力微透镜观测调查团队(MOA)发现了MOA-9y-5919,这可能是第二颗“流浪地球”。将这些发现放在一起,你不仅会发现一些奇特的现象,还会发现一个此前完全未知的天体类别。很快我们将了解到更多信息:即将由美国和中国发射的两台太空望远镜将追踪这些“流浪者”,并利用灵敏的红外摄像机提供关于它们的重要信息。“结论现在非常明确。我们的银河系中有大量低质量的自由漂浮行星。”姆罗兹说道,“它们似乎真的很常见。目前的估计是,每颗恒星可能有7颗这样的行星。”这意味着,仅在我们的银河系就可能存在数万亿颗流浪行星。我们之前只是不知道它们的存在。流浪行星的数量不仅超过可见的恒星,可能还超过了像地球这样的传统行星,即那些环绕恒星运行并快乐地享受这些恒星带来的温暖的行星。像我们这样的星球属于少数。大量的流浪行星暗示着行星的形成过程是极其混乱的,许多行星几乎一形成就被踢入了虚空。很多潜在宜居的行星可能因此变得寒冷和荒凉。另一方面,一些寻找地外生命的生物学家推测,某些类型的流浪行星可能会成为“巡回大使”,在星际空间运送生命。发现小型自由漂浮行星也彰显了技术如何使我们窥视此前在宇宙中隐藏着的部分。这些天体不会发光,也不投射阴影。俄亥俄州立大学的天文学家和行星猎人斯科特•高迪(Scott Gaudi)指出,它们无法被直接观测。科学家只能通过它们的引力弯曲光线来“感知”它们。行星的引力可以充当放大镜,短暂地放大来自更遥远恒星的光线,就像OGLE-2016-BLG-1928发生的那样。这种现象被称为“引力微透镜效应”,它很难被探测到,但具有独特的揭示性。“如果没有微透镜,我们根本无法知道这些行星的存在——这是唯一的办法。”高迪说。自20世纪90年代初被发现以来,微透镜观测不断得到改进,天文学家们为望远镜配备了更大的电荷耦合器件(CCD)传感器、更快的电子设备,以及更高效的软件来过滤虚假误报。到目前为止,通过这些努力已经发现了近10颗可能的自由漂浮行星,而美国国家航空航天管理局耗资39亿美元建造、预计将于2027年发射的南希•格蕾丝•罗曼太空望远镜承诺将彻底改变这一领域。除了配备研究暗物质、暗能量和绕远处恒星运行的系外行星的仪器外,它还将首次在地球大气层之上进行专门的微透镜观测,使用一面2.4米的集光镜和最先进的红外探测器扫描广阔的天空。到2032年,罗曼望远镜可能会将发现的流浪行星数量增加100倍。罗曼太空望远镜的数据将与来自其他空间和地面天文台的观测数据相结合,特别是另一台互补的太空望远镜——中国政府正在开发、计划于2028年发射的“地球2.0”。它们将对银河系未被束缚的天体进行第一次广泛普查。这应该是系外行星研究的一个高潮,但也有一个问题。罗曼太空望远镜的数据将立即向全球科学界公开,但“地球2.0”的数据可能会在一段时间内保持私密状态。除非美国国家航空航天管理局建造自己的“地球2.0”,否则既拥有“地球2.0”数据又能获得罗曼数据的中国天文学家及其合作者很可能会在天文学界抢占先机。在科学领域,几乎没有比推翻传统观念更令人兴奋的事了,而流浪行星在这方面恰恰如此。早在1734年,瑞典发明家和自然哲学家伊曼纽•斯威登堡(Emmanuel Swedenborg)提出,地球和其他行星是由围绕着初生太阳的朦胧星云形成的。多年来,这一“星云假说”经历了许多修改,融入了有关引力、湍流和原子行为的新见解。但核心概念仍然保留了下来:太阳系从无序到有序稳步演化,行星一直以当前的排列绕太阳运行。1995年,这一和谐的美好图景开始破裂,当时瑞士天文学家马塞尔•梅耶(Marcel Mayor)和迪迪埃•奎洛兹(Didier Queloz)发现了首颗有行星环绕的类太阳恒星——飞马座51。他们发现的这个天体与许多关于行星诞生标准的观点相矛盾:它的质量约为木星的一半,但它与所环绕恒星的距离远比我们太阳系中的任何行星都要近,而在这个距离范围温度极高,似乎任何行星都不可能在此形成。不久之后,研究人员在更多的恒星周围发现了类似的“热木星”。科学家们得出的结论是,这种极端天体能够存在的唯一方式是,它们在更远的地方形成,然后经历了剧烈动荡和不稳定的阶段向内迁移。法国波尔多天体物理实验室的行星形成与演化研究员肖恩•雷蒙德(Sean Raymond)认为,“热木星”的发现是天文学的觉醒时刻。“这确实拓宽了我们对行星形成过程的理解。它表明,行星不一定保持原地不动。它们可以移动,可以被踢入不寻常的轨道。”他说。随着探测到的行星数量增加到5600多颗,天文学家们还在继续发现越来越多的怪异行星:不仅有“热木星”,还有横向运行、轨道逆行或距离其恒星极远的行星。如果行星可以被踢入如此极端的轨道,那么也许它们也可以被完全踢出所在的星系。肖恩•雷蒙德(Sean Raymond)和法国蓝色海岸天文台的亚历山德罗•莫比德利(Alessandro Morbi-delli)等研究人员开始重新审视我们的太阳系,意识到它带有早期不稳定性的痕迹。例如,天王星向一侧倾斜,海王星也有些奇怪地歪斜。雷蒙德表示,目前最好的解释是,早期太阳系中有大量行星胚胎随意乱飞。一些行星胚胎发生了剧烈碰撞,形成了天王星和海王星。至少有一个海王星大小的天体可能被抛入了星际空间,还有许多较小的物体也被抛出。“火星甚至地球大小的行星胚胎被抛出是完全可能的。”雷蒙德说。流浪行星的发现支持了这些模型。接着在2017年10月,夏威夷哈雷阿卡拉高海拔天文台的天文学家发现了奥陌陌。这是首个被观测到穿越太阳系的星际物体,它确认了行星形成的混乱观点。奥陌陌似乎是一个类似彗星或小行星的碎片,它在另一颗恒星周围诞生,然后被抛入星际空间,相当于流浪行星的缩小版。“看到奥陌陌意味着外面还有很多这样的小型自由漂浮物体。”高迪说。在其他方面,流浪行星也动摇着天文学家对行星形成的观点。至少有一些流浪行星似乎是在原地形成的:它们没有被流放,而是在没有任何恒星的孤立环境中诞生的。这些是唯一可以直接观测到的流浪行星类型。这是因为非常年轻和巨大的行星会发出足够的热量,通过红外望远镜可以探测到。2000年,来自英国和西班牙的竞赛团队发现了一批这种巨大的无恒星新生行星,它们在猎户座的恒星孕育区游荡。2023年,另一组研究人员使用詹姆斯•韦伯太空望远镜对猎户座星云进行精确观测,发现了540多颗这种自生行星。要了解行星形成的全部复杂因素——哪些被抛出、哪些幸存下来、哪些靠自己诞生,唯一的方法是有良好的统计数据。获得更好的统计数据的唯一办法是窥视这纯粹的黑暗。要看到隐藏在黑暗中的行星,唯一的方法是借助引力微透镜。利用引力窥视黑暗的目标产生了3个重要的长期搜索项目。1992年,华沙大学的天体物理学家安德热•乌达尔斯基(Andrzej Udalski)建立了第一个这样的搜索项目。光学引力透镜实验(OGLE)一开始使用一台1米的望远镜和当时最先进的单芯片电荷耦合器件探测器扫描天空。从那时起,它就一直在运行,现在已经升级到1.3米望远镜(位于智利的拉斯坎帕纳斯天文台),并使用提供更高分辨率和更广视场的32芯片电荷耦合器件拼接探测器。“我比这个项目年轻1岁。”姆罗兹开玩笑说,他于2010年加入光学引力透镜实验,恰逢其开始采用最新的第四代配置。光学引力透镜实验开始3年后,日本名古屋大学的村木靖(Yasushi Muraki)和新西兰奥克兰大学的菲利普•约克(Philip Yock)发起了MOA项目。与光学引力透镜实验一样,MOA也经历了多次升级,改进了探测器,望远镜也从0.6米升级为3倍大的望远镜(位于新西兰约翰山天文台)。最近,韩国天文与空间科学研究所在2009年启动了韩国微透镜望远镜网络(KMTnet),使用3台1.6米望远镜,分别位于智利的托洛洛山美洲际天文台、澳大利亚的赛丁泉天文台和南非卡鲁地区的南非天文台。这3台在分布于全球的望远镜使韩国微透镜望远镜网络能够全天候不间断地监测天空。虽然这些项目在技术方法上有所不同,但遵循的科学思路类似。这些项目都建立在广义相对论基础之上。1936年,爱因斯坦在《科学》杂志发表了一篇论文,题为《恒星引力场偏折光线的类透镜行为》(Lens-Like Action of a Star by the Deviation of Light in the Gravitational Field),其中对广义相对论进行了描述。爱因斯坦提出,大质量物体的引力场可以使光束路径发生偏转;1919年日食期间对弯曲星光的观测验证了他的广义相对论,并使爱因斯坦成为全球名人。爱因斯坦在1936年论文中描述了一个更微妙的现象:如果一个大质量物体恰好与一颗更遥远的恒星几乎对齐,该物体的引力将会发生扭曲,并扭曲那颗恒星的光。然而,恒星离我们太远了,我们无法直接观测到这种扭曲的形状,爱因斯坦也忽视了这一发现的重要性。他写道:“当然,根本没有可能直接观测到这种现象。”他没有考虑到的是,扭曲恒星图像的透镜效应也会增强它的亮度。他也无法预见到,未来有一天会有可能同时监测数百万颗恒星,寻找因恒星与较近物体的对齐所引起的偶尔光闪烁。基本上,现代微透镜搜索靠的是运气。在任一时刻,一颗行星恰好从一颗更远的恒星前面经过的可能性微乎其微。“每次只有十万分之一的恒星会受到微透镜效应的影响,因此你必须观察天空中非常密集的区域。”姆罗兹解释道,“如果你想找到一颗行星,那么必须以若干分钟为时间尺度,每小时至少观察数百万颗恒星若干次。”光学引力透镜实验、MOA和韩国微透镜望远镜网络团队采用了同一种探测这些罕见事件的技术。他们将望远镜对准人马座,该星座位于银河系的密集中心——银河系核球——的方向,那里约有4亿颗可探测的恒星紧紧地挤在一起。然后,他们等待银河系内物体的轨道运动使行星、恒星和其他天体漂移经过,并观察在众多恒星中是否有一颗恒星的亮度发生了明显变化,因为行星在它前面经过时会暂时增强它的光。在光学引力透镜实验之前,没有人敢尝试这一微妙的微透镜事件探测任务,而随着光学引力透镜实验及其他搜索项目开始,出现错误的可能性有很多。“我们认识到可能会有虚假误报。”MOA团队的资深成员、大卫•贝内特(David Bennett)说道,他在美国国家航空航天管理局戈达德太空飞行中心工作。他列举了一些出错的可能性:大气扭曲可能造成虚假的亮度变化,一些自然变星可以模拟透镜事件,而像棕矮星这样快速移动的大质量物体很容易被堪称移动较慢的行星。贝内特补充说,许多微透镜事件发生时没有被注意到,因为地球上的望远镜无法全天候观测同一颗恒星。即使你真的看到它们,来自行星大小物体的信号也相对微弱。一颗地球大小的行星的最强微透镜事件在几个小时内只会产生双倍的亮度变化。因此,所有微透镜调查都设置了自动触发器:软件检测到看似有意思的亮度变化时,会发出通知;然后,在事件展开时,人类观察员可以开始观察,并请求更详细的观测。MOA和光学引力透镜实验团队克服了所有这些障碍,在2003年探测到第一颗微透镜行星,并于次年将其命名为OGLE 2003-BLG-235/MOA 2003-BLG-53。(这些探测结果被记录为事件而非物体,因此有了这个较为复杂的命名。)这颗行星的质量很大,约为木星的1.5倍,而且它并不是自由漂浮的。常规轨道上的行星更容易被发现,因为其宿主星产生的透镜信号更强。尽管如此,这仍然是一个里程碑式的事件,证明仅凭引力也能探测到行星。为了追踪一颗真正在恒星间漂浮的流浪行星,接下来又是一段漫长的数据搜寻过程。2011年,由光学引力透镜实验和MOA团队联合发布的一份报告首次提供了有关真正的行星流浪者的证据,但由于存在重要的不确定性因素。姆罗兹和光学引力透镜实验的同事又花了9年的时间,仔细筛选了5000万颗恒星的观测数据和2617个有记录的微透镜事件,最终提出了强有力的证据支持OGLE-2016-BLG-1928事件,即第一颗地球大小的流浪行星。截至光学引力透镜实验团队2020年公布时,已经至少有8次观测到其他更大的自由漂浮星体的事件。令人欣慰的是,光学引力透镜实验、MOA和韩国微透镜望远镜网络的研究人员得出的结果都基本相同。发现流浪行星的存在只是提出真正有趣的科学问题的前提:究竟有多少流浪行星?它们来自哪里?这些孤独星体实际是什么样的?对于那些恒久被黑暗笼罩、仅凭引力被观测到的行星,获得答案并非易事。取得进展的唯一方法是寻求更多的数据和更好的技术,这是每位研究人员都渴望的两种关键资源。首先从流浪行星总数这个看似简单的问题开始。光学引力透镜实验团队对数据进行了详细的统计分析,估计银河系中大约有超过1万亿颗自由漂浮的行星。但这个数字是基于一个微小的样本得出的。而且样本中的一些物体可能实际上是绕恒星运行的行星,只是距离其宿主星非常遥远(比太阳系中冥王星和太阳的距离稍远),以至于看起来像流浪行星。幸运的是,科学家们已经拥有解决这个问题的绝佳设备:2021年发射的强大的詹姆斯•韦伯太空望远镜。利用其强大的红外观测能力,詹姆斯•韦伯太空望远镜可以轻松分辨出银河系核球中的单颗恒星,瞄准已报告流浪行星的位置,并寻找附近的宿主恒星。贝内特表示,他已向詹姆斯•韦伯太空望远镜提交了一份提案,希望观察7颗推测的自由漂浮行星。但是,许多天文学家和项目都在争夺詹姆斯•韦伯太空望远镜的观测时间,贝内特尚未获得批准。地基望远镜,如位于夏威夷的凯克天文台和昴星团望远镜,可以帮助身份确认,但它们的灵敏度和精确度远不如詹姆斯•韦伯太空望远镜。探索流浪行星的理想工具是太空望远镜:利用它们从太空观察银河系核球,视野非常清晰;它们利用红外光观测星体,能够穿透银河星际尘埃;它们具有广阔的视野,一次可捕捉数百万颗星体;还能够聚精会神地长时间测量星体的亮度,确保我们不会错过任何流浪行星经过引发的飞逝微透镜事件。然而,1990年发射的哈勃太空望远镜在红外线快速观测方面无能为力;与今天大多数强大的天文台一样,詹姆斯•韦伯太空望远镜是为窄视野、深度观测设计的,不适用于大规模搜索。而即将完成的罗曼太空望远镜具备所有这些特点。“它是探测极低质量流浪行星的理想仪器。”高迪说。梅丽莎•维斯(Melissa Vess)是罗曼太空望远镜的航天器系统工程师,在检查了正在美国国家航空航天管理局戈达德太空飞行中心(位于马里兰州格林贝尔特)组装的罗曼太空望远镜之后,她像自豪的父母一样夸起了这台望远镜。罗曼太空望远镜2.4米长的镜面与哈勃太空望远镜的镜面相同,这并非巧合,而是因为它们都是按照美国国家侦察局在1976年至1990年发射的KH-11间谍卫星的基本指标制造的。但罗曼太空望远镜的能力截然不同。它具有更快的光学系统(其焦距相对其直径更短),这也是为什么每幅罗曼太空望远镜图像覆盖天空的范围约为哈勃太空望远镜图像的100倍。所以:它视野清晰且覆盖范围宽广,符合要求。罗曼太空望远镜的成像和光谱相机(宽视场仪)拥有18个最新的泰里达因4K×4K像素H4RG-10探测器,每个探测器可提供覆盖天空范围的1680万个像素。维斯指出:“这是在詹姆斯•韦伯太空望远镜设备基础上的进阶,远远超过了哈勃太空望远镜的能力。”该望远镜目前正在美国科罗拉多州布鲁姆菲尔德的波尔航天公司公司进行环境测试。探测器可感测从绿蓝色到红色的光谱范围,而其真正的优势在于能够超越可见光谱进入波长达到2.3微米的红外光。曝光时间只需55秒,罗曼太空望远镜能探测到的光源约为人眼可见光亮度的四千万分之一。而且该望远镜将每隔15到20分钟刷新一次银河系核球视图,这个速度足以捕捉到比地球更小,甚至比火星更小的流浪行星所产生的微透镜信号。所以:它快速且贴心,符合要求。罗曼太空望远镜不仅能比哈勃太空望远镜更深入地探测红外线,还能提供更稳定的天空视野。哈勃太空望远镜被困在低地球轨道上,这意味着它每隔45分钟就会进入或离开地球的阴影。快速升温和降温导致哈勃太空望远镜的结构发生弯曲。而罗曼太空望远镜与詹姆斯•韦伯太空望远镜一样,轨道在阳光稳定的L2点,即距离太阳150万公里的引力平衡点上。因为不担心剧烈的热波动,位于美国佛罗里达州墨尔本L3Harris公司的工程师们能够为罗曼太空望远镜设计一个更稳定的结构。该望远镜配备了4000个三结太阳能电池,这些电池能够收集比商业太阳能电池更广泛的波长范围,永远不会陷入黑暗,功率至少为4.1千瓦,能够同时保护仪器的其他部分免受光和热的影响。大约一半的电力用于罗曼太空望远镜数百个温度传感器及其加热器,保持望远镜内部的温度稳定在约0.1℃以内。与此同时,两级散热器和金属导热带将把宽视场仪探测器冷却至最佳的-185℃,防止来自电子设备的热量淹没来自星光的红外信号。罗曼太空望远镜还配备了另一套散热器和导热带,用于冷却其另一台主要仪器:名为“日冕仪”(Coronagraph)的实验设备,该设备将遮挡恒星附近的系外行星的星光(尽管这对寻找黑暗中的流浪行星无济于事)。作为一台全能望远镜,罗曼太空望远镜将对宇宙进行广泛而深入的观测并传回大量数据,预计每天将传输1.4太字节的数据,是詹姆斯•韦伯太空望远镜数据流的20多倍、哈勃太空望远镜的500多倍。为了管理这条信息管道,罗曼太空望远镜配备了一根1.7米的高增益天线,通过S波段和Ka波段无线电与地球相连:较低带宽的S波段用于命令和控制,较高带宽的Ka波段用于科学数据。天线以500兆比特/秒的速度进行数据传输,但“输入带宽大于输出带宽”,维斯指出:在峰值时刻,罗曼太空望远镜的宽视场仪每秒可传输约2.5千兆比特的数据。为了避免数据堵塞,望远镜将配备两个由美国国家航空航天管理局戈达德中心开发的闪存记录器,根据需要,每个记录器可以存储9太字节的数据。然而,罗曼太空望远镜更大的数据传输瓶颈可能在地球上。位于美国新墨西哥州白沙的18米射电天线将作为罗曼太空望远镜的主要接收站,可能无法跟上太空望远镜的最大传输能力。维斯表示,欧洲航天局即将推出的NNO-3 35米天线(位于西澳大利亚)和日本宇宙航空研究开发机构三朝深空站(Misasa Deep Space Station)的54米新天线(位于日本长野县)等其他地面站可能会运行得更好。天文学家计划将罗曼太空望远镜作为世界上最大的流浪行星搜寻机器,这更加令人钦佩,因为2011年该望远镜项目开始时,微透镜几乎不被认为是一种可行的技术。如今,寻找行星和黑洞的引力标记点已成为罗曼太空望远镜的核心任务之一。经过30年的地面观测,已经发现了约10颗似乎可信的候选流浪行星。根据贝内特和MOA团队其他成员近期发表的一篇论文,在2027年发射后,预计罗曼太空望远镜将在前5年内发现约1000颗流浪行星。“这可能只是下限。”贝内特干脆地补充道。罗曼太空望远镜虽然具备这样出色的能力,但仍需要其他天文台的协助。流浪行星科学领域一个令人烦恼的现实问题是,单一的微透镜事件观测无法提供完整的信息。引起亮度突变的物体是一颗快速移动的大质量行星,还是一颗缓慢移动的轻质量行星?大多数情况下,仅凭罗曼太空望远镜的观测无法清晰区分。多个解决方案同时应用将更为适用。光学引力透镜实验、MOA和韩国微透镜望远镜网络将观察同一片天空,并尝试补充罗曼太空望远镜的数据。此外,即将在南非开展的微透镜项目PRIME(PRime-focus红外微透镜实验)也将使用类似的探测器与罗曼太空望远镜协作。不过,这些地面天文台所能提供的帮助仍然有限。“罗曼太空望远镜发现的大多数流浪行星微透镜事件在地面不会有任何可探测信号。”哈佛-史密森天体物理中心和清华大学的臧伟呈说。罗曼太空望远镜的观测需要外界的佐证来准确估计行星质量。这类质量估计对于理解流浪行星至关重要。如果知道了流浪行星的质量,便可以测试行星形成理论并估算有多少潜在的地球被恒星抛弃;可以调查一些行星是否真的在原地形成;还可以探索流浪行星上存在的可能环境类型,以及其中一些是否可能支持生命。如果不知道质量,这一切就无从谈起。3年前,臧伟呈认识到这个问题,并设计了一种巧妙的解决方案:利用第二台较小的太空望远镜,即前面提到的“地球2.0”,与罗曼太空望远镜观测同样的恒星,但是从数十万公里以外的有利位置观测。(“地球2.0”的设计还包括另外6台望远镜,在不同的天空区域研究被恒星束缚的普通行星从其恒星前面经过的情况。)当相距如此之远的两套仪器观测同一颗流浪行星时,由于透镜效应,亮度的增加会在不同时间出现。实质上,两套观测仪器从不同视角看到了由行星造成的引力扭曲形状。比较它们的时间并结合这些视图,就有足够的信息来确定行星的质量。臧伟呈说,随着“地球2.0”的加入,“我们将能够较好地估计200颗流浪行星的质量。”他表示,仅依靠地基望远镜,只能估计出10颗流浪行星的质量。在项目分工中,罗曼太空望远镜的重任是获取微透镜事件高分辨率图像。“地球2.0”只需测量从其位置看到的微透镜总亮度,因此,一台小型的35厘米望远镜和使用较少的预算(数亿而非数十亿美元)建造的航天器应该能够完成这项工作。“地球2.0”计划已于2023年获得中国政府的批准,计划于2028年紧随罗曼太空望远镜之后发射。一个科学问题得到了解决,另一个问题随之而来。“地球2.0”的数据最初将仅对使用该望远镜的研究人员开放,而罗曼太空望远镜的数据则会立即向全球天文学界免费开放。“罗曼太空望远镜基于科学开放的原则,将帮助科学家变得更加包容放在前沿和中心位置。”美国国家航空航天管理局戈达德中心的理查德•巴里(Richard Barry)说,他同时是MOA和罗曼太空望远镜微透镜团队的成员。作为美国联邦职员,根据美国政府规定,他和其他国家航空航天管理局员工不能参与“地球2.0”的任何合作。“我有一些大学同事可以与中国团队合作。”巴里说,“但美国国家航空航天管理局的任何人都不能。在没有陪同或汇报的情况下,我甚至不能与(中国的)同行交谈。”巴里对此感到担忧。“中国对‘地球2.0’数据将有足够长的专有期,可以有充足的时间从数据中获取所有质量测量结果。”他说。我问臧伟呈:是否有可能将“地球2.0”的数据也变成开放访问,这样大家就可以共同研究质量测量结果?他说:“‘地球2.0’的团队成员和合作者可以先访问数据,然后将对所有人公开,虽然目前我不知道会延迟多久。我本人愿意尽早公开这些数据。”他补充道,此外,中国有“很多”研究生在从事引力微透镜研究,而美国只有“不到10个”。筛选来自罗曼太空望远镜和“地球2.0”的返回数据,对于这些研究生是至关重要的。巴里现在正在努力建造一个开放访问版的美国“地球2.0”。他提出的太空望远镜名为CLEoPATRA,即“同期透镜视差和自主瞬时分析”(Contemporaneous Lensing Parallax and Autonomous Transient Assay)的缩写。它的运行方式与“地球2.0”很像,在距离罗曼太空望远镜80万公里的地方绕L2运行,同时使用一台50厘米的望远镜来监测微透镜事件的亮度。巴里估计这项任务的成本大约为4000万美元,或者说约为罗曼太空望远镜预算的1%。目前他正在等待美国国家航空航天管理局决定是否会委托对CLEoPATRA进行全面研究,这是正式提案被批准的前奏。对于无法访问“地球2.0”的研究人员来说,还有其他可能的解决办法。欧洲航天局的欧几里德太空望远镜刚刚开始在L2附近运行,它可能可以暂停其主要任务,为罗曼太空望远镜的观测提供重要的第二视角数据。新的地基望远镜,尤其是即将在智利完工的强大的薇拉•鲁宾天文台,也可能与罗曼太空望远镜进行有效配合。巴里梦想的场景是,罗曼太空望远镜将获取数据,CLEoPATRA将成功上天,“地球2.0”将增加一个宝贵的第三视角,科学家们由此将获得银河系数百颗流浪行星的最佳测量结果。然后,我们将拥有一切:质量、统计数据,以及第一次完整综览存在的各种不同类型的行星。无论最终结果如何,美国国家航空航天管理局即将推出的天文望远镜都将成为探索隐藏宇宙的独特而强大的探索者。“从300亿倍太阳质量的黑洞到像木卫三那样小的流浪行星,罗曼太空望远镜将向我们展示一切。”俄亥俄州立大学的高迪说,“这将是令人难以置信的。”作者:Corey S. Powell


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来源:中科院物理所

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