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银河系里的开普勒,一台在太空中数星星的望远镜

“银河系里那个开普勒到底是谁?”我愣了一秒,然后笑出声来——他不是谁,开普勒是一台太空望远镜,但如果你愿意,也可以把它当成人类派到银河系里搞人口普查的“星际调查员”。

说真的,这台望远镜的名字起得真好,约翰内斯·开普勒是四百年前发现行星运动三大定律的那个人,而这台同名的望远镜干的事情跟他一脉相承:搞清楚行星是怎么分布的,它们围着什么样的恒星转,转一圈要多久,只不过老开普勒用的是纸和笔,这个新开普勒用的是一面直径0.95米的镜片和9500万像素的感光元件。

银河系里的开普勒,一台在太空中数星星的望远镜

它是怎么工作的

你可能会想,银河系里恒星那么多,它怎么知道哪颗旁边有行星?其实原理特别朴素,朴素到你在家就能理解——凌星法,简单说就是:一颗行星从它母星前面经过的时候,会挡住一丁点星光,恒星会短暂地变暗那么一丝丝,开普勒就盯着十五万多颗恒星,日复一日地看,看哪颗星会规律性地“眨眼”。

这活儿枯燥得要命,但开普勒从2009年干到2018年,愣是没抱怨过一句,它在那片叫天鹅座-天琴座方向的狭小天区里,一盯就是九年多,像极了一个趴在天文台目镜前不肯挪窝的老天文学家。

它交出的成绩单

开普勒退役的时候,留下的数据让整个天文学界到现在都还没消化完,下面这张表是它截至任务结束时的关键数字,你感受一下:

项目 数值
确认的系外行星 超过 2700 颗
候选行星 超过 3000 颗
监测的恒星数量 约 15 万颗
任务期间发现的总行星候选体 超过 4600 个

2700多颗确认的行星是什么概念?在开普勒上天之前,人类总共才发现三四百颗系外行星,它一个望远镜,直接把我们的认知版图扩大了将近十倍。

银河系里的开普勒,一台在太空中数星星的望远镜

它改写了教科书

开普勒最大的贡献不光是找到了很多行星,而是彻底改变了我们对“行星长什么样”的想象,在天文学教材里,以前只能写太阳系这八个兄弟姐妹,现在不一样了,开普勒告诉人类几件事:

  • 超级地球很普遍——比地球大、比海王星小的岩质行星到处都是,太阳系里反倒没有这种类型的
  • 热木星不是主流——早期以为像木星那么大的行星都紧贴着恒星转,后来发现那只是因为它们好找,开普勒看到更多是中等大小的行星
  • 岩石行星多到离谱——银河系里可能有几百亿颗跟地球差不多大小的岩质行星,处在能让液态水存在的轨道上

想起鲍尔斯基等人在2010年的那篇经典论文《开普勒行星候选者的特征》,里面第一次公布了开普勒早期发现的306颗候选行星数据,当时整个天文系走廊里都在讨论这件事,那种感觉,大概就像哥伦布回来之后大家围着他的航海日志一样。

它也会老,也会累

开普勒本来任务设计只有三年半,结果硬是撑了九年多,2013年,它的四个反作用轮坏了两个——这东西相当于维持姿态的陀螺仪,坏一个还能凑合,坏两个就基本没法精确指向了,当时所有人都觉得它要退役了,但工程师们想出了一个天才的办法:利用太阳光的光压当“第三个轮子”,这个第二阶段任务叫K2,又顽强地运行了五年,继续发现了几百颗行星。

2018年10月30日,NASA正式宣布开普勒燃料耗尽,任务结束,它被留在了绕着太阳转的轨道上,慢慢漂着,不过想想也挺浪漫——一个发现了那么多新世界的机器,最后自己变成了银河系里另一颗安静的小天体。

现在接替它的是TESS,视场更大,专找离地球更近的亮星旁边的行星,而开普勒攒下的数据,够让全世界的博士生再挖十几年的论文选题了,每次想到这个就觉得,有些机器的生命,真是比它自己知道的要长得多。

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