答:开普勒太空望远镜寻找太阳系外行星使用的是什么方法?东京1.

编辑:凯恩/2018-12-26 10:23

  上周六,空少为大家留了1个问题,来看看空少的解答以及从留言中选出的最佳答案吧!

  想要查看原问题背景介绍的朋友们可以点击《问:开普勒太空望远镜寻找太阳系外行星使用的是什么方法?》~下面就让我们来看看空少的解答吧!

  上期我们讲到,10月31日,美国航空航天局NASA宣布开普勒太空望远镜(Kepler Space Telescope)正式退役。其实,早在2013年,开普勒空间望远镜就遭遇重大故障,在经过数个月的努力后,NASA宣布放弃修复,开普勒望远镜就此结束搜寻太阳系外类地行星的主要任务,但仍用于科研工作;到了今年7月,其燃料就已即将耗尽,终于在10月末迎来正式退役。

  这枚太空望远镜为人类探索太空做出诸多贡献,服役期间曾发现2662颗太阳系外的行星。那么问题来了,它在寻找太阳系外行星使用的是什么方法,难道是直接光学成像看到我们地球外观的星球吗?

  即使太空望远镜十分巨大,并且身处太空中避免了地球大气的干扰,观测能力比地球上的望远镜更强,但要以光学成像清晰看到遥远太空的行星仍然是不现实的,它们不但太小(在宇宙中地球大小的天体太过渺小),本身也不发光,反射恒星的光很微弱。

  开普勒太空望远镜使用的是名为“凌星法”的方法,也是相对使用最为频繁的方法。简而言之,开普勒望远镜在长时间里对超过十万颗恒星进行监视,扫描并记录每一颗恒星在不同位置的亮度变化,在分析这些光变曲线后,才得出大量系外星系的数据,新凤凰彩票官方网站,也称为“开普勒天体”,例如下图中太阳系外行星编号“Kepler-186f”。

  凌星法的基本原理是,对于那些公转轨道面与视线方向很接近的外星行星来说,行星有可能从母恒星的前方通过,情况犹如发生在太阳系中的水星凌日或金星凌日,天文学上称为行星凌星。在凌星期间,恒星的亮度会因被前方的行星遮掩而减弱,并且这种亮度减弱现象的出现是周期性的,由此便可探知恒星周围有行星存在。因凌星现象而使恒星亮度减弱的程度很小,凌星发生时一颗木星大小的行星会使母恒星的亮度降低约1%,而对地球大小的行星来说相应的数字仅为0.01%。由此可见,要通过这条途径来发现外星行星,必须有很高的测光精度。这也正是开普勒望远镜的长处。

  开普勒望远镜带有0.95米孔径的太空分光计。它不在环绕地球的轨道上,而是在尾随地球的太阳轨道,所以不会被地球遮蔽而能持续的观测,光度计也不会受到来自地球的漫射光线影响。光度计指向天鹅座和天琴座所在的领域,远离了黄道平面,所以在绕行太阳的轨道上,阳光也不会渗漏入光度计内。东京1.5分彩开奖时间,天鹅座也不会被太阳系的凯伯带或小行星带的天体遮蔽到,所以在观测上是一个很好的选择。这样选择的另一个好处是开普勒所指向的方向是太阳系绕着银河系运动的中心,因此开普勒所观察到的恒星与银河中心的距离大致上与太阳系是相同的,并且也都靠近银河的盘面。

  开普勒望远镜会先进行凌星预测,根据预测扫描并记录恒星在不同位置的亮度变化,也即是获取凌星观测数据后,再进行关于噪声等的数据预处理,就会进入正式的分析。分析时,会对待测恒星(也就是目标的恒星)、周围的比较星以及校验星进行较差测光,利用孔径较差测光方法得到待测恒星的光变曲线,以此为依据计算行星的直径、质量乃至大气结构等复杂的参数。详细的计算和估计方法限于篇幅在此不再赘述。

  它通过观测行星的“凌日”现象搜寻太阳系外类地行星。凌日是内行星经过日面的一种天文现象。水星和金星的绕日运行轨道在地球轨道以内,称内行星。

  如果这两颗行星的一颗恰好从地球与太阳之间经过,地球上的观察者就会看到有一个黑点从太阳圆面通过,需时大约为一个多小时,人们把这种现象称为凌日。

  利用“凌日”,行星经过恒星时会遮挡恒星的光芒,我们测得的恒星亮度会下降,由此判断。