科學視界
天文望遠鏡幫星星做戶口調查
近期天文學有新發現,科學家運用韋伯太空望遠鏡,在太陽系外行星的大氣層探測到可能存在生命的證據。究竟科學家是怎麼找到系外行星?
太陽系八大行星
在這之前,我們先了解「太陽系」的基本觀念,它是由太陽和圍繞它運行的天體共同組成的。這些天體包括行星、衛星、小行星和彗星。身為恆星的太陽是太陽系的中心,它提供了光和熱,讓地球上的生命得以生存。
太陽系中有八顆主要的行星,它們距離太陽由近到遠分別是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
簡單說,「系外行星」是指在太陽系外,繞著其他星星轉的行星。過去三十年,天文學家發現許多系外行星,它們長得都不一樣!有的像木星,是超大的氣體球;有的則跟我們地球差不多大,說不定有空氣和海洋。
天文學家最常使用「凌星法」探測系外行星。圖片來源/歐洲太空總署
觀察星光的明暗
那麼天文學家怎麼找系外行星?有一種常見的方法叫做「凌星法」。凌星法是什麼呢?想像一下,如果有一顆行星從它繞著轉的星星前面經過,就像月亮擋住太陽一樣,那顆星星的光就會變暗一點點。天文學家靠著長時間觀察星星的光是不是變暗,來找這些行星。美國太空總署的克卜勒太空望遠鏡和TESS衛星,就是專門做這件事。
找到行星後,天文學家會挑選重點目標,然後用像哈伯、韋伯太空望遠鏡仔細看。當行星從星星前面經過,分析星星的光穿過行星空氣後變成什麼樣子,就能推測行星的空氣裡有什麼,如水氣、甲烷。這就叫做「吸收光譜學」,用來找行星上是不是有生命。
此外,歐洲太空總署(ESA)計畫發射叫做「Ariel」的太空望遠鏡,預計在二○二九年飛上太空,將歷時四年,觀察大約一千個系外行星的大氣組成。就像幫系外行星「戶口調查」一樣!
太空望遠鏡Ariel專門觀測系外行星,圖為示意圖。圖片來源/維基百科
上傳「星曆」大數據
為了順利完成任務,ESA同步發起「ExoClock」活動,邀請全球天文學家和追「星」族,一起觀察系外行星什麼時候會擋住星星,並將這個時間表製成「星曆」,協助天文學家更準確觀測。
ExoClock團隊會收集所有觀測者上傳的資料,一起分析並寫成研究報告。所有貢獻資料的人,都會成為報告的共同作者!你可能覺得外太空世界離我們很遠,但其實使用學校天文社團等級的望遠鏡,也有機會看到系外行星。說不定有朝一日,你也能成為幫助發現外星生命線索的小小科學家!
學校天文社團的望遠鏡,也有機會捕捉到系外行星的身影。