虽然科学家已经发现了数千颗行星,但几乎没有一颗可以直接成像。现在,科学家运用最先进的观测技术,试图给类木行星等巨行星拍照,为更直观地探索类地行星奠定基础。
在遥远的智利中部的安第斯山脉,夜空黑暗,群星暗淡,以至于星座淹没于繁星中,很难辨认。熟悉却又让人感到陌生的视野让人有些不安,但在2014年5月的一个夜晚,当布鲁斯·麦金托什看向星空的时候,还有一些东西困扰着他。
麦金托什在这里寻找另一个地球——更准确的说是另一个木星,许多科学家认为,这类观测对于寻找岩质、宜居带内的类地行星是必要的。他并不像其他天文学家那样,对一个天体进行几个月甚至几年的长时间观测,直到恒星的位置发生了微小的移动,或者恒星亮度的变化揭示了系外行星的存在。
除了风的问题,令麦金托什感到不安的另一个原因是,在南面600千米外的另一个山峰上,天文学家让-吕克·伯齐也试图做同样的事情。在法国格勒努布尔行星学与天体物理学研究所工作的伯齐,既是麦金托什的朋友亦是竞争对手。
过去20年间,在天文学家发现的5 000多个系外行星中,几乎没有一个可以直接拍摄到。直接对系外行星拍照极其困难,因为从地球上来看,即使最大的、至少处于宜居带内的行星,仍然太暗弱,而且它们距离恒星还是太近。
在天文学界中,没人知道太阳系中最大的行星是如何形成的,这是一个公开的、令人非常尴尬的秘密,但天文家非常希望弄清楚木星形成的机制,因为木星及其他巨行星是行星系统的建造者,并塑造了它们周围的环境。
“随着这些观测设施在几乎同一时间启用,我们正进入一个新的时代,”加州理工学院教授,同时担任SPHERE首席仪器科学家的迪米特里·马维特说,“我们将会得到许多奇妙的发现,我们也会大幅度地推进自适应光学技术的发展。而这将是下一代望远镜的基础,那些望远镜需要这类控制技术来维持巨大镜面的形态。”
麦金托什说:“我把我们现在做的每一件事情都视为争取拍摄到另一个地球而做出的努力,将来的某一天我们会获得它们的照片。如果我们最终得出了拥有海洋、大气和氧等重要东西的小型岩质行星所占的比例,而且发现这个数字其实非常小,那将是非常重要的事情。”