在人类对宇宙奥秘的不懈探索中,一位16世纪的先行者以其非凡的勇气和智慧,点亮了通往未知世界的道路。这位名叫布鲁诺的思想家,在他的著作《论无限、宇宙和诸世界》中大胆预言:宇宙中散布着无数颗太阳与地球,它们的存在与我们所在的星系并无二致,且生存环境同样优越。然而,这一超越时代的见解,却因挑战了教廷的权威,导致布鲁诺在1600年的罗马鲜花广场上被处以火刑。如今,他的雕像矗立在鲜花广场,成为追求真理与自由的象征。
直到30多年前的科技突破,人类才具备了探测太阳系外行星的能力。而银河系中系外行星的普遍存在,更是借助Kepler望远镜在10年前的发现得以证实。Kepler望远镜采用的凌星法,已成为目前发现系外行星的主流手段,超过75%的已确认系外行星均由此方法探测到。
凌星法的基本原理在于,当行星从地球视角穿过其母恒星前方时,会短暂遮挡部分恒星光,导致恒星亮度微弱下降。这种变化虽然微小,但通过精密的光学仪器持续监测,天文学家能够捕捉到这种周期性光变现象,从而推断出行星的存在。凌星法不仅能确认行星的存在,还能提供其轨道周期、大小,甚至部分大气成分的信息。
在凌星法的应用中,天文学家发现了一种称为轨道潮汐衰变的现象。这一现象发生在行星轨道上,由于引力不对称,导致行星轨道能量逐渐消耗,轨道逐渐缩小,最终可能导致行星与母恒星的碰撞或解体。例如,WASP-12b这颗超热木星,正在经历轨道潮汐衰变,预计在数百万年内将被母恒星吞噬。
行星的自转扁化和潮汐形变也是凌星法研究的重要内容。行星自转产生的离心力使其形成扁椭球形,而潮汐形变则是由母恒星强大引力造成的行星形状变化。通过分析这些现象,天文学家能够揭示行星的内部结构、自转速度以及形成历史,为探索系外行星的形成和演化提供关键线索。
近年来,随着航天技术的飞速发展,人类对系外行星的探索也取得了显著进展。SpaceX的“星舰”成功回收一级助推器,标志着低成本、大载荷航天时代的到来。未来,更多大型空间望远镜的发射将不再是梦想,人类将有机会更深入地研究系外行星的大气成分、探寻宜居环境,甚至寻找生命存在的迹象。
图:“星舰”第5次试飞成功回收一级火箭助推器。
布鲁诺的猜想正在逐步变为科学现实。人类每一次凝望星空,都在挑战认知的边界,重新定义自己在宇宙中的位置。或许,正如布鲁诺所坚信的那样,“诸世界”之间的联系远比我们想象的更深远,而每一次探索,都让我们离真理更近了一步。