系外衛(wèi)星：尋找地外生命的又一希望
圖片來源：《新科學家》網(wǎng)站
本報記者 張佳欣
夜晚，星光閃爍，月亮散發(fā)出柔和的銀白色光芒。仰望夜空于我們可能是一種浪漫，于天文學家則是靈感源泉。
據(jù)美國國家航空航天局(NASA)官網(wǎng)報道，截至去年8月24日，人類已確認發(fā)現(xiàn)超過5500顆系外行星。而尋找系外衛(wèi)星，即太陽系以外的天然衛(wèi)星，更加令天文學家感到興奮。
據(jù)英國《新科學家》網(wǎng)站報道，美國哥倫比亞大學戴維·基平表示，系外衛(wèi)星或在決定主行星的宜居性方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，因為它們可抑制行星的擺動，營造穩(wěn)定的氣候，就像月球?qū)Φ厍虻淖饔靡粯印５钊伺d奮的是，部分系外衛(wèi)星可能比系外行星更適合生命存在。
系外衛(wèi)星會是什么樣
廣袤星空中，衛(wèi)星可以各種形式出現(xiàn)。例如土星的兩顆衛(wèi)星——土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一，幾乎共享一個軌道。此外，還有圍繞行星的衛(wèi)星環(huán)，就像土星環(huán)一樣。在合適的條件下，衛(wèi)星甚至可能會有自己的衛(wèi)星。
如果衛(wèi)星足夠大，能夠維持一定厚度的大氣層，那么它們可能是尋找生命的候選地點。此前，美國亞利桑那大學的研究表明，木星的4顆最大衛(wèi)星之所以溫暖，是因為它們的重力場相互拉拽而產(chǎn)生的潮汐力。此外，土星具有豐富大氣層的土衛(wèi)六是地球以外唯一已知表面有湖泊和海洋的地方。
圍繞巨行星的衛(wèi)星也可能是尋找生命的最佳場所。尤其是，如果衛(wèi)星被潮汐鎖定，即其一面始終指向行星，就像月球指向地球那樣，該衛(wèi)星的一側(cè)將永久沐浴在行星光芒下，且永遠不會經(jīng)歷完整的夜晚。
種種跡象表明，系外衛(wèi)星是一個奇妙的地方。那么人們該如何找到它們呢？
能否找到系外衛(wèi)星
基平是尋找地外行星的天文學家團隊成員。他表示，5500多顆系外行星中，其中一些可能有數(shù)十顆衛(wèi)星。然而，要證明它們的存在并非易事。
2018年，基平所在的研究團隊首次探測到了系外衛(wèi)星“開普勒-1625b I”，該衛(wèi)星位于系外行星開普勒-1625b的周圍。
2022年，包括基平在內(nèi)的另一個團隊似乎發(fā)現(xiàn)了第二顆系外衛(wèi)星，名為“開普勒-1708b I”。
然而，2023年底，一支獨立天文學家團隊在《自然·天文學》雜志上發(fā)表論文，對這兩顆系外衛(wèi)星的發(fā)現(xiàn)提出質(zhì)疑。索內(nèi)貝格天文臺研究人員邁克爾·希普克表示，數(shù)據(jù)并不支持開普勒-1625b和開普勒-1708b周圍存在系外衛(wèi)星。
基平團隊對此作出了回應，但并未獲得認可。不過，這些天文學家達成共識，要朝著尋找系外衛(wèi)星的方向繼續(xù)前進。
現(xiàn)在，希望就像黎明的太陽冉冉升起，科學家提出了一系列尋找這些衛(wèi)星的新方法。從觀察那些“拋棄”了恒星的“流浪行星”，到監(jiān)測系外行星的引力擺動。利用這些新方法再加上即將推出的新望遠鏡，系外衛(wèi)星的“追星族”有可能發(fā)現(xiàn)一類全新的外星世界。
系外衛(wèi)星比行星更難觀測
中國科學院國家天文臺研究員陳學雷在接受科技日報記者采訪時表示，從技術(shù)上來說，觀測系外衛(wèi)星相對于行星更加困難。因為衛(wèi)星往往較小、光度較弱，且通常被其所圍繞的行星所遮擋，使直接觀測變得更具挑戰(zhàn)性。這就要求科學家采用更加精密的觀測設(shè)備和數(shù)據(jù)處理技術(shù)。
一般情況下，尋找系外行星或衛(wèi)星，最常用的一種方法是凌日法�！傲枞辗ǖ脑砗芎唵危阂活w恒星自己會發(fā)光，如果沒有遮擋的話，一段時間內(nèi)這顆恒星發(fā)光亮度不變。”陳學雷介紹說，“然而，有行星經(jīng)過時，會遮擋一部分恒星或行星的光，導致觀測到的恒星亮度短暫減小，幅度通常很小。這些凌日事件的時間間隔和減小的幅度，可提供關(guān)于行星軌道及其性質(zhì)的信息。”
凌日系外行星即是通過凌日法被間接檢測到的系外行星。2001年，哈勃空間望遠鏡首次真正嘗試尋找凌日系外行星周圍的衛(wèi)星，但沒有成功。隨著2009年開普勒望遠鏡的發(fā)射，凌日系外行星領(lǐng)域發(fā)生了革命性變化，這項任務取得巨大成功，在9年觀測中發(fā)現(xiàn)了2700多顆凌日行星。正是由于這些事件，基平開始認真思考尋找系外衛(wèi)星的可能性。目前，他們正尋求借助詹姆斯·韋布空間望遠鏡開啟“追星”之旅。
《新科學家》報道稱，NASA的南�！じ窭姿埂ち_馬空間望遠鏡將于2027年啟用，其對圍繞獵戶星云中自由飄浮運行的系外衛(wèi)星尤其“敏感”，或許能進一步幫助科學家發(fā)現(xiàn)系外衛(wèi)星。
系外衛(wèi)星的探索之旅困難重重，像基平這樣的“追星者”們還未成功，但他們沒有選擇放棄�；秸f：“我們幾乎可以肯定它們存在，盡管這不足以說它們就在那里，但總得有人去找尋。”
