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2015年9月29日 星期二
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建「天眼」遙望星空助人類覓「新地球」


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■行政長官梁振英昨日在2015年邵逸夫獎頒獎禮,向得獎者威廉.布魯奇頒發獎項。 黃偉邦 攝

「凌日法」探索星體 首席研究員布魯奇奪邵逸夫獎

當你見到天上星星,可會想起宇宙另一個角落,可能有另一個地球、另一群人類甚至另一個「我」?這個人類追尋多年的問題,在美國太空總署(NASA)的開普勒計劃(Kepler Mission)下,終於可漸漸接近答案。計劃透過開普勒太空望遠鏡掃視銀河系其中3,000光年範圍並以「凌日法」分析,至今已找到12個和地球大小相近,同樣位處適居帶、堪稱「新地球」的行星。構思及領導計劃的首席研究員威廉.布魯奇(William J. Borucki)近日獲頒發邵逸夫獎的天文學獎,以表揚他增進人類對太陽系外行星系統及甯P內部的認知。 ■香港文匯報記者 歐陽文倩

整個銀河系有2,000億至4,000億顆甯P,可以想像圍繞郘甯P而運行的行星必然更多,但人類的認知卻始終有限。以往科學家較常以「多普勒效應法(Doppler Method)」去搜索行星,即是以甯P因為與行星之間的引力所產生的震動,去推測當中的情況。不過,這個方法基本只能找到如木星般質量偏大、因接近甯P而過熱的「熱木星」,環境極端,與地球這類小型的石質行星相距甚遠,絕非對人類而言「我想住鵀a方」。

所以,科學家必須以其他方法搜索行星,而美國太空總署艾姆斯研究中心的太空科學家布魯奇則想到以「凌日法(Transit method)」去探索星體。當中的原理,就如地球每次繞過太陽某一面時,都會令它的光度稍稍減弱,所以只要長期探測甯P的光度變化,就可知道該甯P有無行星環繞。從光度變化的大小,可推測行星的大小;從光度變化的頻率,則可推測行星的軌跡周期。

中大講師:行星「大小通殺」

中文大學物理系高級講師湯兆昇解釋,由於開普勒太空望遠鏡可偵測到小於0.01%的光度變化,可謂非常敏銳,所以開普勒計劃在行星搜索中亦「大小通殺」,「至今開普勒計劃已找到逾千個系外行星,當中更有12個和地球類似的行星。」

聽上去好像很多,但湯兆昇指,這只是宇宙裡的冰山一角。他表示,開普勒太空望遠鏡只是長期指天鵝座的天區,並且只設一個觀察角度,「以太陽系為例,如果甯P太陽是一顆乒乓球,行星地球就是一顆距離4米的鹽,只要角度稍稍偏差,你已經看不到這顆鹽繞過乒乓球了,所以有人推斷,現在可發現到的,可能只是二百分之一。」

不過,甯P的光度可以受很多因素影響,怎知道當中的準確度呢?布魯奇表示,雖然不能很精確地說甯P有多光,「但我們可以準確地量度光度的變化」,再加上長期的數據收集和分析,配以其他觀察作為驗證,所以也有不錯成果。

今年7月底計劃才又找到一顆被稱為「地球表哥」的「Kepler-452b」,不少大都感到振奮,但布魯奇卻沒有特別在意,「宇宙裡有太多地球了。我們任務的設計是要看像地球的行星常不常見。常見的話,銀河系裡可能有很多生命;罕見的話,我們可能是孤獨的。計劃能完成這個任務嗎?可以。」

「眾星皆平等」 不完美也喜歡

人們或許最關注有沒有另一顆地球,但在這位太空科學家眼中,卻是「眾星皆平等」,「我們之前曾找到『Kepler-186f』,在適居帶、與地球一樣大,符合了2個條件,但其甯P太小。甯P小又怎樣呢?它的狀況好就可以了啊。452b?它還是大了一點。我們找到1.4倍大的地球會好一點嗎?反正任務就是完成了......我們的甯P有磁暴(Magnetic storm)的問題,它也不完美,但我喜歡所有的星球。不過,我們看的是統計學上的存在。」

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