科技日報記者?張佳欣
夜晚，星光閃爍，月亮散發(fā)出柔和的銀白色光芒。仰望夜空于我們可能是一種浪漫，于天文學(xué)家則是靈感源泉。
圍繞系外行星運行的衛(wèi)星或是太陽系外最可能存在生命的地方。
圖片來源：《新科學(xué)家》網(wǎng)站
據(jù)美國國家航空航天局（NASA）官網(wǎng)報道，截至去年8月24日，人類已確認(rèn)發(fā)現(xiàn)超過5500顆系外行星。而尋找系外衛(wèi)星，即太陽系以外的天然衛(wèi)星，更加令天文學(xué)家感到興奮。
據(jù)英國《新科學(xué)家》網(wǎng)站報道，美國哥倫比亞大學(xué)戴維·基平表示，系外衛(wèi)星或在決定主行星的宜居性方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，因為它們可抑制行星的擺動，營造穩(wěn)定的氣候，就像月球?qū)Φ厍虻淖饔靡粯?。但更令人興奮的是，部分系外衛(wèi)星可能比系外行星更適合生命存在。
系外衛(wèi)星會是什么樣
圍繞太陽系外行星運行的系外衛(wèi)星。
圖片來源：美國太空新聞網(wǎng)
廣袤星空中，衛(wèi)星可以各種形式出現(xiàn)。例如土星的兩顆衛(wèi)星——土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一，幾乎共享一個軌道。此外，還有圍繞行星的衛(wèi)星環(huán)，就像土星環(huán)一樣。在合適的條件下，衛(wèi)星甚至可能會有自己的衛(wèi)星。
如果衛(wèi)星足夠大，能夠維持一定厚度的大氣層，那么它們可能是尋找生命的候選地點。此前，美國亞利桑那大學(xué)的研究表明，木星的4顆最大衛(wèi)星之所以溫暖，是因為它們的重力場相互拉拽而產(chǎn)生的潮汐力。此外，土星具有豐富大氣層的土衛(wèi)六是地球以外唯一已知表面有湖泊和海洋的地方。
圍繞巨行星的衛(wèi)星也可能是尋找生命的最佳場所。尤其是，如果衛(wèi)星被潮汐鎖定，即其一面始終指向行星，就像月球指向地球那樣，該衛(wèi)星的一側(cè)將永久沐浴在行星光芒下，且永遠(yuǎn)不會經(jīng)歷完整的夜晚。
種種跡象表明，系外衛(wèi)星是一個奇妙的地方。那么人們該如何找到它們呢？
能否找到系外衛(wèi)星
基平是尋找地外行星的天文學(xué)家團隊成員。他表示，5500多顆系外行星中，其中一些可能有數(shù)十顆衛(wèi)星。然而，要證明它們的存在并非易事。
2018年，基平所在的研究團隊首次探測到了系外衛(wèi)星“開普勒-1625b I”，該衛(wèi)星位于系外行星開普勒-1625b的周圍。
2022年，包括基平在內(nèi)的另一個團隊似乎發(fā)現(xiàn)了第二顆系外衛(wèi)星，名為“開普勒-1708b I”。
然而，2023年底，一支獨立天文學(xué)家團隊在《自然·天文學(xué)》雜志上發(fā)表論文，對這兩顆系外衛(wèi)星的發(fā)現(xiàn)提出質(zhì)疑。索內(nèi)貝格天文臺研究人員邁克爾·希普克表示，數(shù)據(jù)并不支持開普勒-1625b和開普勒-1708b周圍存在系外衛(wèi)星。
基平團隊對此作出了回應(yīng)，但并未獲得認(rèn)可。不過，這些天文學(xué)家達成共識，要朝著尋找系外衛(wèi)星的方向繼續(xù)前進。
現(xiàn)在，希望就像黎明的太陽冉冉升起，科學(xué)家提出了一系列尋找這些衛(wèi)星的新方法。從觀察那些“拋棄”了恒星的“流浪行星”，到監(jiān)測系外行星的引力擺動。利用這些新方法再加上即將推出的新望遠(yuǎn)鏡，系外衛(wèi)星的“追星族”有可能發(fā)現(xiàn)一類全新的外星世界。
系外衛(wèi)星比行星更難觀測
中國科學(xué)院國家天文臺研究員陳學(xué)雷在接受科技日報記者采訪時表示，從技術(shù)上來說，觀測系外衛(wèi)星相對于行星更加困難。因為衛(wèi)星往往較小、光度較弱，且通常被其所圍繞的行星所遮擋，使直接觀測變得更具挑戰(zhàn)性。這就要求科學(xué)家采用更加精密的觀測設(shè)備和數(shù)據(jù)處理技術(shù)。
一般情況下，尋找系外行星或衛(wèi)星，最常用的一種方法是凌日法。“凌日法的原理很簡單：一顆恒星自己會發(fā)光，如果沒有遮擋的話，一段時間內(nèi)這顆恒星發(fā)光亮度不變。”陳學(xué)雷介紹說，“然而，有行星經(jīng)過時，會遮擋一部分恒星或行星的光，導(dǎo)致觀測到的恒星亮度短暫減小，幅度通常很小。這些凌日事件的時間間隔和減小的幅度，可提供關(guān)于行星軌道及其性質(zhì)的信息。”
凌日系外行星即是通過凌日法被間接檢測到的系外行星。2001年，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡首次真正嘗試尋找凌日系外行星周圍的衛(wèi)星，但沒有成功。隨著2009年開普勒望遠(yuǎn)鏡的發(fā)射，凌日系外行星領(lǐng)域發(fā)生了革命性變化，這項任務(wù)取得巨大成功，在9年觀測中發(fā)現(xiàn)了2700多顆凌日行星。正是由于這些事件，基平開始認(rèn)真思考尋找系外衛(wèi)星的可能性。目前，他們正尋求借助詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡開啟“追星”之旅。
NASA的南希·格雷斯·羅馬太空望遠(yuǎn)鏡（藝術(shù)圖）。
圖片來源：《新科學(xué)家》網(wǎng)站
《新科學(xué)家》報道稱，NASA的南希·格雷斯·羅馬空間望遠(yuǎn)鏡將于2027年啟用，其對圍繞獵戶星云中自由飄浮運行的系外衛(wèi)星尤其“敏感”，或許能進一步幫助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)系外衛(wèi)星。
系外衛(wèi)星的探索之旅困難重重，像基平這樣的“追星者”們還未成功，但他們沒有選擇放棄。基平說：“我們幾乎可以肯定它們存在，盡管這不足以說它們就在那里，但總得有人去找尋?！?/p>
