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未来的NASA望远镜将可以发现1400颗新的系外行星

| 2020-08-15

  一项新的研究预测,未来的美国宇航局(NASA)望远镜将能够发现多达1400颗新的系外行星 ,其中一些可能具有与地球相当的质量。这个被称为WFIRST的轨道望远镜将建立在早期任务的“遗产”基础上,以回答围绕宇宙本质的基本问题,并有可能帮助寻找外星生命。

  宽视场红外巡天望远镜(WFIRST)是未来的旗舰任务,预计将在延迟很久的詹姆斯⋅韦伯太空望远镜(JWST)之后进行。

  NASA在2016年2月承诺继续该项目。2018年5月,WFIRST通过了原子能机构计划管理委员会的一项重要评估,这使其进入初步设计阶段。WFIRST望远镜的预算为32亿美元,计划的发射日期在2020年年中。然而,如果遵循詹姆斯⋅韦伯太空望远镜类似的研发步骤,这项雄心勃勃的旗舰项目的预算也可能会大幅超支。

  WFIRST的设计考虑了两个关键目标。望远镜将对宇宙进行详细观测,试图收集暗能量的本质,这是一些天文学家认为是宇宙膨胀背后驱动力的神秘压力。WFIRST任务还计划被用于找到以前未知的行星。

  从这个意义上说,该项目将建立在开普勒太空望远镜的系外行星狩猎基础上,经过九年半的探索宇宙后,该系统于2018年10月终于退役,其实际上耗尽了燃料。

  “开普勒发现寻找行星与其恒星间的距离小于日地距离,”俄亥俄州立大学天文系博士后研究员、新研究的主要作者Matthew Penny表示。 “WFIRST将通过寻找具有更大轨道的行星来完成它。”

  望远镜旨在使用一种称为引力微透镜的技术来定位这些遥远的世界。这主要涉及观察由于轨道系外行星在恒星体和观察望远镜之间经过的重力影响而产生的从远处恒星发出的光线的弯曲。微透镜效应与爱因斯坦的的广义相对论有关。

  通过分析来自背景源的光线,天文学家可以确定轨道世界的质量,以及它绕其轨道运行的距离。然而,微透镜事件是非常罕见的,有时每颗系外行星每隔几百万年就会发生几个小时。为了捕捉尽可能多的微透镜事件,WFIRST将长时间凝视银河系中心的1亿颗恒星。

  WFIRST望远镜将以迄今最高分辨率对约2平方度的宇宙大小进行扫描,这将使它能够比哈勃太空望远镜快100倍扫描星系。

  “虽然它只是天空的一小部分,但与其他太空望远镜所做的相比,它是巨大的,”Penny评论道。 “这是WFIRST独特的组合 - 无论是广视野还是高分辨率 - 都能让它在微观行星搜索中变得如此强大。以前的太空望远镜,包括哈勃和詹姆斯韦伯,都不得不选择其中一种。”

  根据新发表的研究的作者,他们的工作代表了迄今为止我们可以从WFIRST获得的系外行星发现数量的最详细估计。该团队使用了一系列模拟,考虑了许多因素,包括迄今为止提交的所有WFIRST设计,以得出他们的结论。

  据NASA Exoplanet档案显示,自天文学家开始搜索以来,已发现了3,917颗确认的系外行星。新的研究估计,WFIRST可以识别出太阳系以外的1400颗行星,包括大约100颗质量与地球相似或更低的行星。对通过微透镜发现的世界的分析可以揭示,例如,不同类型的系外行星形成的频率。 利用这些信息,天文学家可以了解我们的太阳系是多么罕见。

  该研究发表在《Astrophysical Journal Supplement Series》中。

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