http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2011-12-25
资料图片为开普勒望远镜安装镜面 （NASA）
美国宇航局的开普勒望远镜在太阳系外发现一颗体积与地球相当的多岩行星并且环绕一颗类日恒星运转。这是天文学家第一次发现体积与地球相当的系外行星。科学家表示发现这种系外行星是一项伟大的技术成就，提高了发现太阳系外有生命行星的几率。新发现的类地行星被称之为“开普勒-20f”。
最近，来自外太空的新消息让人们兴奋不已。“开普勒22b”的发现，好奇号上火星，现在又来了个“开普勒-20f”。这些发现全部都得益于各国苦心研制的航天利器。自从开始对外太空的探测以来，人类已经向太空发射了近百次的探测器，研制生产了无数太空望远镜、火星探测器等设备。这些设备将让我们更好地了解其他类地行星，同时回答人类长久以来一直关心的问题：我们是宇宙中唯一的么？各国的这些航天“慧眼”都有什么特点？又各自有哪些新成就呢？
美国：开普勒太空望远镜 专门用于寻找类地行星
最近让全球人民兴奋不已的“开普勒-22b”的发现，已经不是开普勒望远镜带给人们的新发现了。开普勒太空望远镜的最高纪录是在几周内发现了100多颗类地行星。在2009年，美国发射了一个专门用于寻找类地行星的开普勒太空望远镜。该望远镜被发射至距地球大约721千米高的预定轨道，开始执行探索任务。望远镜上装有9500万像素的相机，计划在天鹅座和天琴座的大约10万个恒星系中搜寻类地行星。美国航空航天局说，开普勒太空望远镜项目已锁定超过1000颗可能适宜生命居住的星球，10颗位于“宜居带”内，仍需进一步研究。开普勒望远镜的设计寿命是4年，采用太阳能电池板。目前运行状况良好。
12月初，开普勒望远镜发现了开普勒-22b，这颗行星的直径是地球的2.4倍，处在适居区，但科学家表示开普勒-22b可能不支持生命存在。与开普勒-22b一样，这两颗行星也是由宇航局的开普勒太空望远镜发现的。这架望远镜一直在扫描遥远恒星，寻找行星在其前方穿过的“凌日”迹象。在《自然》杂志网络版上，科学家公布了他们的观测发现。根据观测发现，这两颗行星所在的恒星系统拥有3颗体积更大的行星。
对于开普勒太空望远镜来说，“凌日”是它的重要任务。“凌日”是指在观测者看来，行星从其母恒星前面经过的现象。比如在地球上可以观测到水星凌日或金星凌日，这时人们看到太阳表面上仿佛有个小黑点在缓缓移动。同样，观测其他恒星系统时也会看到凌日现象。“开普勒”便是通过相关观测数据来计算行星的特点。
在为期至少3年半的任务期内，“开普勒”太空望远镜将对天鹅座和天琴座中大约10万个恒星系展开观测，以寻找类地行星和生命存在的迹象。“开普勒”的命名是为了纪念德国天文学家约翰内斯·开普勒，他提出了著名的行星运动三定律。
美国航天局公布的资料显示，“开普勒”太空望远镜携带有迄今人类向太空所发射航天器携带的最大的光度计，它将通过观测行星的“凌日”现象搜寻太阳系外类地行星。
“开普勒”观测的目标区域位于银河系中的天鹅座和天琴座一带，因为这个方向上的观测较少受太阳等天体影响，有利于持续观测。此外，这一区域内也存在较多的恒星及附属行星。
欧洲：“赫歇尔”太空望远镜 改变宇宙观察的方式
尽管世界经济危机重重，致力于探索火星的国家大都面临资金的压力，但探索火星的脚步并没有因此而停止。在探索太空方面，欧洲并没有放松脚步。今年，欧洲航天局赫歇尔太空望远镜的最大收获是在星际云中发现了一种如网络般的错综复杂的气态丝状结构。奇特的是，每一个丝状结构宽度大概相同。天文学家认为，这一现象表明，这种丝状结构可能是由贯穿于银河系的星际音爆形成的。
虽然与美国开普勒太空望远镜的发现相比，赫歇尔的成就并不那么喜人，但赫歇尔依然是欧洲最牛的太空望远镜。赫歇尔宽4米，高7.5米，是迄今为止人类发射的最大远红外线协合工作望远镜。赫歇尔望远镜对波长较长的光线极为敏感，即远红外线和直径小于1毫米的光线。光电阵列和射谱仪可以覆盖较短的光谱，而成像光谱与测光仪则用于捕捉较长的光谱。
除了长就一双“慧眼”，赫歇尔望远镜还携带了约2000升超流体氦，后者可以起到冷却望远镜的作用，让望远镜的内部工作温度接近绝对零度(零下273.15摄氏度)，从而尽可能地降低仪器本身的辐射，达到最优的观测效果。 与太阳相比，宇宙中其他星体的表面温度相对较低，因此，虽然它们以红外线波段释放能量，但很难被太空望远镜察觉。赫歇尔则可以凭借尖端的仪器，探测到更多远红外线范围内的宇宙星体，包括银河系内和银河系之外的星体。此外，它还能够对宇宙尘埃和气体进行观测，探索银河系之外恒星的形成，发现宇宙形成的奥秘。
在太阳系，“赫歇尔”将检测小行星、柯伊伯带和彗星，它们很可能是早期太阳系形成时的残留物质，可能掌握着包括地球在内的太阳系行星形成之初的原始物质比如水存在的痕迹。而“赫歇尔”的一个重要探测目标，就是在这些星体中发现水是否存在。同时，天文学家还期望通过“赫歇尔”发现另一种人类所熟知的分子——氧气。天文学家推测星际介质中大量存在着氧气，但至今没有任何观测仪器在星际中探测到氧气的存在。
“赫歇尔”还将在银河系研究恒星形成区域，进而首次探索恒星早期形成历程和银河系中年轻恒星是如何形成的。通常婴儿恒星被包裹在寒冷气体和灰尘构成的“子宫”中，无法观测，但“赫歇尔”却能穿透灰尘云观测到。
中国：将利用南极巡天望远镜搜寻太阳系外行星
据中新社报道，我国将利用南极巡天望远镜搜寻太阳系外行星。“除地球之外，其他行星上是否还有生命？回答这个问题，就需要我们寻找更多的太阳系外行星系统。”中科院国家天文台南极天文项目组胡义博士说，为了寻找更多的系外行星系统，需要更多地进行持续性天文观测。通过南极巡天望远镜的观测，可帮助我们实现研究银河系结构、近邻星系的距离等科学目标。
中国自主研发的首台全自动无人值守“南极巡天望远镜”将跟随中国第28次南极内陆考察队奔赴南极冰盖最高点，执行搜寻太阳系外行星、超新星等天文观测任务。
“南极巡天望远镜”直径68厘米，有效观测口径50厘米，分辨率为1个角秒，装备有目前世界上最大的单片电荷耦合器件，可一次观测9个太阳大小的天区，24小时即可覆盖整个天空，观测数据现场储存，部分实时传回国内。
对在冰穹A这个如此艰苦的环境安装望远镜的原因，胡义解释说，首先冰穹A气候干燥、晴夜数目多、边界层很低，大气的湍流干扰少。世界上其他天文观测台址通过扩大望远镜口径，采用自适应光学技术等手段，也能达到在冰穹A观测的成像像质。
“但在南极安装望远镜的最大好处是，在极夜的时候可以进行不间断地观测。”胡义解释说，“持续观测对时域天文学研究非常重要。而在中低纬度地区每天观测时间大约在10个小时左右。”
南极冰穹A地区具备地球上最好的大气透明度和大气视宁度，风速较低，在极夜时有数个月的连续观测时间等条件，被国际天文界公认为地球上最好的天文观测台址。
“超新星爆发事件发生时会释放出极高能量，因此超新星非常亮，能在很遥远的距离观测到，据此可以研究宇宙的演化行为。”胡义说，科学家们通过研究超新星的爆发，发现宇宙在加速膨胀，这与以前我们对宇宙的理解完全不同。
按计划，未来五年内，在冰穹A地区还会安装两台有效观测口径50厘米的南极巡天望远镜(AST3)，由于三台望远镜选用的滤光片不同，可以在不同的波段同时进行观测。而在不远的将来，中国还将在南极昆仑站安装口径更大的光学红外巡天望远镜(KDUST)。
[科技日报]
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哈勃望远镜拍到“星云雪天使”
蓝红星云宛若美丽的“雪天使”
资料图片
记者 郁文艳
晨报讯 美国宇航局日前在其官方网站公布了一张哈勃望远镜拍到的照片，照片中，一个蓝红色的星云宛若美丽的雪天使，正张开一对蓝色的“翅膀”。由于其特别的外形结构，科学家给这个星云起了小名“圣诞星云”，仿佛是遥远宇宙送给地球的圣诞节祝福。“雪天使”的翅膀实际上是两条炽热发光蓝色气体，从星云的中心向两边伸展。围绕着星云的尘埃和气体则像带子，把扩张的星云扎成一个沙漏的形状。
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[新闻晨报]