2009年,美国国家航空航天局(NASA)将开普勒空间望远镜发射到预定绕日轨道。这是一个在系外行星探索历史上极具划时代意义的项目,开普勒搭载了口径为0.95米的施密特望远镜,质量超过1吨,并将探测目标锁定在天鹅座和天琴座的区域内。
在运行期间,开普勒望远镜利用“凌星法”,使已知的系外行星数量成倍增加,截至该项目中止的2018年,开普勒项目共发现系外行星多达2325颗(到今年4月27日为止,已得到确认的系外行星总共有5014颗)。
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到今年为止,天文学家已经确认的系外行星超过了5000颗(原图来自NASA)
开普勒项目不仅极大拓展了人类在系外空间的视野,也刷新了天文学界对“行星”概念的认知。借助开普勒项目提供的各种数据,天文学家发现了很多与传统天体物理学知识相悖的现象:比如围绕两颗恒星运转的行星,或者存在于四重星系统中运转的行星。
对于这些堪称离奇的现象,天文学家迈克尔·萨默斯(Michael Summers)曾在《系外行星》一书中,以帝王蝶比喻地球:假设人们在生活中只见过帝王蝶这一种蝴蝶,就会自然而然地认为帝王蝶的特征就等同于蝴蝶的特征,一旦遇到具有其他特征的蝴蝶时就会受到认知冲击,并不得不重新审视固有的观念。
发现“望舒”:我国系外行星探索之路
近年来,美国的地基和天基行星观测系统已经搞得“风生水起”,相比之下,我国在系外行星探索领域整体起步较晚。
受制于探测器技术水平和观测数据处理精度等方面的短板,我国系外行星探索所用的研究样本一直高度依赖国外探测器公布的观测数据。这种局面持续了多年,直到2008年,我国才实现了系外行星探索“零的突破”:由中科院国家天文台的刘玉娟和赵刚研究员率领的团队,采用国家天文台兴隆站的2.16米望远镜和日本冈山天文台的1.88米望远镜,通过视向速度法发现了一颗位于天琴座方向的行星,这是一颗围绕红巨星运行的气态行星,距离地球440光年,质量达到木星的2.7倍。
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这颗系外行星(HD173416 b)位于天琴座方向。图中包含密集绿色圆点的矩阵是开普勒望远镜的视场(图片来源:京都大学)
尽管不具备生命存续的环境条件,但这颗行星作为我国天文学家发现的首颗系外行星,成为了我国太空探索历程上的重要里程碑。
起初,这颗行星只被天文学家冠以一行单调的编码:HD173416 b。但在被发现10余年后,它被赋予了更多的“中国色彩”。2019年,由国际天文学联合会(IAU)组织的“太阳系外行星世界命名”全球活动项目启动,该项目将112颗未正式命名的系外行星根据国别进行分配,并由各分配国举行提名和投票活动,为这些行星正式取名。
HD173416 b被分配给了它的发现国——中国。一时间,为系外行星取名的活动在国内天文学界和爱好者群体中掀起了热潮,来自全国各地的命名方案如雪片一样飞到评审专家手中。最终,在经过多轮专家评审和网络投票环节后,这颗系外行星及其母恒星分别获得了“望舒”“羲和”这两个颇具诗意的神话名字,以颇具中国传统文化色彩的方式载入了太空探索的史册。