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任重而道远——寻找宇宙中第二个家园，何时才有最终成果？

我们什么时候才能找到真正的类地系外行星?
任重而道远——寻找宇宙中第二个家园，何时才有最终成果？
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类地行星开普勒-186f(图片:NASA/塞蒂/艾姆斯)
【任重而道远——寻找宇宙中第二个家园，何时才有最终成果？】类地系外行星有很多定义 。 有人说它是一颗围绕着恒星运行的行星 ， 它与恒星的距离刚好能让液态水在其表面存在 。 有人说就像地球一样 ， 它是一颗岩石行星 。 但是 ， 实际上要确定一个系外行星是否真的适合人类居住 ， 需要弄清楚这个行星上的环境是怎样的、有哪些生命体存在 。
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目前 ， 太空望远镜开普勒(目前正在执行K2任务)通过周期性地调暗来自其轨道上的恒星的光线来探测行星 。 其他的 ， 比如地面上的超大望远镜 ， 它配有可以直接对系外行星成像的工具 。 科学家们正在研制一种新的望远镜 ， 这种望远镜也许能真正地探测出其他行星上是否有生命存在 。 距离真正的实现它还有一段时间 ， 但还是可以期盼一下的 。
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在美国科学促进会奥斯汀年会上的新闻发布会上 ， 耶鲁大学天文学家德布拉·费希尔说:我们现在正站在下一个发现时代的门槛上 。 这将带领我们 ， 从发现第一个围绕其他恒星的行星到发现行星上的生命 。
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仔细想想 ， 地球真是不可思议 。 美国国家航空航天局的天体物理学家阿基·罗伯奇向我解释说 ， 这是我们所知道的唯一一颗生命的存在改变了大气化学成分的行星 。 如果在宇宙的某个地方存在另一颗类似地球的行星 ， 我们或许能够通过寻找生物信号——比如甲烷、水蒸气、氧气或其他表明生命存在的有机分子的光谱线——来发现它 。 问题是 ， 现在的行星搜寻工具只能找到行星 ， 却不能确定它们上面有什么东西 。 科学家们还没有发明、创造一个工具能做到这一点 。
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美国国家航空航天局提出了几项新的探索任务 ， 希望在即将到来的詹姆斯·韦伯太空望远镜之后 ， 能够寻找到一些生物特征 。 其中包括LUVOIR(大型紫外光学红外探测器)和HabEx(宜居系外行星成像任务) 。
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罗伯格在新闻发布会上说 ， 他们将在类日恒星的宜居带探索小型系外行星 ， 并探测它们是否具有类地条件 。 随着LUVOIR在21世纪30年代末的发射 ， 我们也许能够找到一个真正的地球2.0 。
到那时 ， 科学家们一定可以找到更多类似地球的系外行星 ， 并找出可能的生物特征 。 地球上有许多不同的化学物质 ， 例如 ， 在地球的历史上 ， 它的大气中所含的化学物质的比例可能与今天不同 。 在木星的卫星木卫二上寻找生命可能会极大地扩展对生物特征的理解 。
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美国科学促进会的科学家们还讨论了建造耶鲁大学新的地面系外行星猎人、EXPRES和美国宇航局的TESS ， 即凌日系外行星勘测卫星 ， 该卫星计划由SpaceX的猎鹰9号发射 。 开普勒卫星K2任务的科学家宣布了95颗新的系外行星 ， 更多的天文科学家将协助分析这些数据 。
但这还不确定 。 特朗普总统公布了一项预算提案 ， 将废弃原计划的WFIRST望远镜 。 这是一架最优先的望远镜 ， 其视野将比哈勃大100倍 。
我问罗伯特 ， 像卢瓦瓦这样 ， 是詹姆斯韦伯太空望远镜两倍大的巨型望远镜 ， 在如今的政治环境下能否顺利按计划运行 。
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“确保我们能够做到这一点的关键是要有远大的目标 。 ”她说 ， “这些目标不仅是科学家能够实现的 ， 而且是公众、社会和人类能够实现的 。 找到另一个与地球相似的行星 ， 发现宇宙中生命是一件大事 。 我认为一个科学案例越强大、越广泛 ， 它就越有机会实现 。 ”
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相关知识
太阳系外行星亦称系外行星（Exoplanet） ， 即位于太阳系之外 ， 不绕行太阳公转的行星 。 截至2020年2月3日 ， 已经被确认的系外行星总共有4173颗 ， 当中74.%是透过凌日现象发现的；这些行星分属3096个行星系 ， 其中有678个多行星系 。 开普勒任务已经检测到18,000颗行星候选者 ， 包括262颗位于潜在适居带的候选者 。
作者:RyanF.Mandelbaum
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