哈勃太空望远镜

　　阿尔伯克基市阿博特医学光学实验室的研究员丹尼尔博士说：“韦伯望远镜计划带来很多方面的改进，包括天文学的测量技术、反射镜制造、人眼检测、眼病诊断和手术等。”

　　韦伯望远镜将是美国航天局有史以来制造的科技能力最强大的望远镜，比哈勃太空望远镜强大100倍。韦伯望远镜将发现宇宙初期形成的最早星系，把大爆炸与银河系联系起来。

　　参与改进韦伯望远镜镜面的托尼-赫尔说：“检测韦伯望远镜18个主镜的先进的波前感应技术也带来在其他领域的新应用。”

　　“波前感应”用来在制造过程中测量镜面的形状，在望远镜进入轨道后控制光学系统。

　　眼科医师经常使用波前技术测量眼睛的畸变。这些测量结果有助于眼部健康的诊断、研究、定性和计划治疗。

　　尼尔说：“这项技术也为即将接受激光屈光手术的患者提供更加准确的眼部测量结果。迄今为止，仅仅美国就进行了1000万至1200万例眼部激光屈光手术。随着科技的进步，这类手术的质量也在提高。”

　　为韦伯望远镜研制的“扫描与缝缀”技术还带来若干有创意的仪器设想，可提高对普通隐形眼镜和植入式隐形眼镜的测量精度。对眼部健康的另一个好处是，这项技术有助于更加准确地“绘制”眼睛的构形。

钱德拉X射线空间望远镜拍摄到NGC 3115中巨型黑洞吞噬气体

　　美国宇航局钱德拉X射线空间望远镜首次清晰地观测到了黑洞周围存在的炙热气体流，并且气体流正在被黑洞吞噬。天文学家通过对该图像的研究，有助于解决现代天体物理学的两个最根本的问题：黑洞是如何演化的以及在黑洞强烈的引力作用下，周围物质所表现出来的行为。钱德拉X射线空间望远镜拍摄到的是NGC 3115星系，距离地球3200万光年，这个黑洞就位于星系中央，之前的观测数据已经表明，在这个黑洞周围存在大量的物质溅落现象，黑洞正在吞噬周围的物质，但是像这张这么清晰的关于黑洞“进食”炙热气体的图像还是首次被拍摄到。

　　图像中所显示出来的炙热气体范围上的各点与这个超大质量黑洞的距离不同，天文学家观测到了一个临界值，这个临界值可以看成一个引力作用距离，在距离黑洞一定的宇宙空间内，这些气体则在黑洞引力的作用下，落入黑洞中，这个距离也称为“邦迪半径”，即邦迪吸积半径。具体讲的是：如果一个中心天体相对于密度均匀且温度不是非常高的介质，以一定的速率运动，具有一个近似的动能值，这时候的吸积半径就称为邦迪吸积半径。

　　据本项研究的主要研究员、阿拉巴马大学Ka-Wah Wong研究人员介绍：观测到一个巨大的黑洞正在摄取周围的气体，而且图像是非常清晰的，这是个相当令人兴奋的事情。相关的结果已经发表在《天体物理学快报》期刊上。钱德拉的清晰图像为我们提供了一个独特的机会了解黑洞是如何捕捉周围的物质，这个一个非常好的研究材料。

　　当位于黑洞周围的气体逐渐落入黑洞时，黑洞强大的引力会将其进行挤压，这样就会使其变得更热更亮，这张X射线图像就能证明这一点。研究人员还发现，星际气体的温度上升的距离大约是位于这个黑洞700光年处，这个位置即邦迪半径，通过这个数据，研究人员计算出了在NGC 3115中心超大质量黑洞具有20亿倍的太阳质量。

　　钱德拉X射线望远镜的数据还显示，通过对比星系中央靠近黑洞的附近的气体与这个区域内所溢出的气体密度,科学家发现靠近黑洞的气体密度要更大一些，根据这些所观测到的气体属性以及天体物理学的理论，研究团队估计：每年大约有太阳质量2%的气体被这个超大质量的黑洞拉向邦迪半径，进而被黑洞吞噬掉。

　　然而，关于确认到底有多少吸积气体能量转化为辐射的问题上，科学家希望能找打一个X射线源，这个射线源大约比NGC 3115星系内部的X射线源要高出100万倍。而令科学家诧异的还有：当计算出有这么多星际气体供黑洞进行“进食”，但是在黑洞周围相当大的半径内还是保持如此的暗淡，因为这些气体在呗吞噬的过程中，温度将变高，同时也将有辐射出现。这也是天体物理上的一个较为神秘的问题。可以说这也是研究黑洞问题的一个典范。

　　对于这个问题，目前至少有两种可能的解释。首先，科学家推测，在邦迪半径内流动的气体要比被黑洞吞噬的气体多得多，也就是说，这个气体都聚集在邦迪半径内，而黑洞的吞噬量较少，至于为什么黑洞会吞噬较少的已经在“嘴边”的气体，那应该和黑洞吞噬的行为问题研究有关。另一种可能是，被吞噬的气体转化成辐射的效率比要比假定的要少得多。

　　但是，当这些气体逐渐靠近黑洞的时候，理论上有不同的模型可以用于描述这些物质流动的行为，而使用不同模型的预测结果就会导致在计算气体密度上升的问题产生不同的偏差。所以，要精确计算气体密度的上升情况，天文学家就要逐个排除不适合的模型，这就要求在今后的观测中进行筛选。

　　位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心管理钱德拉望远镜的整个运作过程，而史密森天体物理中心的天文台负责控制钱德拉X射线空间望远镜的科学项目和空间飞行操作。（Everett/编译）

　　近日，一项最新研究发现冰冷的土卫二持续向土星降落“阵雨”，并在土星形成一个巨大的水蒸汽环状结构。

土卫二持续向土星降落“阵雨”，并在土星形成一个巨大的水蒸汽环状结构。

　　这项发现意味着土卫二是太阳系内唯一可以影响主行星化学成份的卫星，同时，也将揭晓14年来一直困惑科学家的土星大气层顶端的水份来源之谜。德国马克斯-普朗克太阳系研究学会的保罗-哈特顿是该项研究负责人，他说：“在地球上并不存在此类的气候现象，我们在地球大气层中并未发现来自太空的降水，土星是独一无二的！”

　　土卫二拥有一个冰冷的表面环境，但内部活跃性却较高，尤其在南极地区。在富有动态活跃性的南极，地热活跃性集中表现为被称为“老虎条纹”的四个壕沟地带，这是由于该区域具有与众不同的表面特征。

　　这些壕沟地带长度约130公里，宽度约2公里，形成喷射羽状水蒸汽进入太空的冰水间歇泉。土卫二老虎条纹壕沟区域平均每秒约喷射250公斤的水蒸汽。

　　土星的另一个环

　　欧洲宇航局赫歇尔太空望远镜最新观测显示从土卫二释放的阵雨形成环绕土星的一个油炸圈水蒸汽环。

　　这个水蒸汽环的直径是土星直径10倍以上，其厚度仅与土星直径相当。土卫二的椭圆轨道意味着该卫星与土星之间的距离与它环绕土星的路程成正比，但是赫歇尔太空望远镜的观测结果显示土卫二持续向太空喷射水蒸汽，并在土星轨道形成一个水蒸汽环。

　　研究人员称，尽管水蒸汽环状结构较为庞大，但在可见光下水蒸汽是透明的，因此之前的观测未探测到水蒸汽环的存在。目前，科学家通过赫歇尔太空望远镜能够在红外波段下探测到这种奇特的水蒸汽环。

　　欧洲宇航局赫歇尔项目科学家高兰-皮尔布拉特(Goran Pilbratt)称，只有赫歇尔太空望远镜才能观测到这种微妙的水蒸汽环。欧洲宇航局红外太空天文台在土星大气层中发现水蒸汽，美国宇航局/欧洲宇航局合作的卡西尼/惠更斯太空任务发现土卫二表面的喷射流，目前赫歇尔太空望远镜的最新观测结果将之前的观测都结合在一起。

　　揭晓谜团

　　天文学家在土星大气层深层发现气态水迹象，但是土星大气层顶部存在水份仍是一个难解谜团。该现象是1997年欧洲宇航局红外太空天文台首次报道的，但到目前为止，“水源”仍是一个未解谜团。

　　基于最新赫歇尔太空望远镜发现的计算机模型显示，大约3-5%的土卫二冰水喷射物最终降落在土星表面。虽然多数土卫二的冰水喷射物都散落在太空中，并在土星环上冷冻，或者降落在土星其它卫星表面，但这些冰水喷射物能抵达土星，就足以证实土星顶端大气层水份的来源。

　　科学家称，水蒸汽也可产生其它的化学成份，比如：氧气和二氧化碳。最终，土星顶端大气层的水份将向下转移，少量的水份将凝聚形成无法观测到的小型云层。（叶孤城/编译）

　　日前，一位业余天文学家最新观测到一个足球外形的行星星云，科学家发现该奇特行星星云是垂死恒星的“最后喘息物”。

科学家将最新发现的这个足球状行星星云命名为“克隆伯格61(Kn 61)”

　　7月25日，西班牙特纳利夫岛举行的讨论会中，科学家将最新发现的这个行星星云命名为“克隆伯格61(Kn 61)”。天文学家指出，这个喘气膨胀星云是由美国宇航局开普勒太空望远镜拍摄到的，其外形颇似深太空的一个英式足球。

　　开普勒望远镜的后续观测将有助于揭开行星星云的神秘面纱，例如：通过其它恒星或者行星同伴的作用力，如何形成这种奇特的外形结构。澳大利亚悉尼麦考瑞大学的奥索拉-德马尔科(Orsola De Marco)说：“类似太阳的中等体积恒星喷射最后喘息物质的形成解释是此次讨论会天文学家的热议话题，尤其是在这一过程中同伴星体所起到的作用。”

　　像太阳这样的恒星最终将耗尽氢气燃料将形成行星星云，恒星的外层膨胀并降温，形成一个巨大的气体灰尘包膜。从垂死恒星释放的放射线将这个气体灰尘包膜电离化，导致其发光。

　　与其名称恰恰相反，行星星云与行星并没有关系。之所以这样命名是由于早期望远镜观测时，行星星云的表面与巨型行星十分接近。

　　克隆伯格61行星星云是以发现者澳大利亚业余天文学家马蒂亚斯-克隆伯格(Matthias Kronberger)的名字命名的，克隆伯格是通过数字巡天探测器观测到这个行星星云，之后专业天文学家鼓励克隆伯格和其它天文爱好者通过开普勒望远镜进行深入观测。

　　2009年3月，美国宇航局发射开普勒探测器，该探测器的任务是勘测类地行星途经类似太阳恒星的频率。目前，开普勒探测器现已发现1200多颗行星，并且正在天鹅星座北部观测15万颗恒星。

　　开普勒望远镜通过探测恒星亮度的微弱变化来发现行星，这是由于行星途经恒星前方会产生“凌日现象”。同时，研究人员迫切希望通过开普勒望远镜能够发现邻近行星星云的同伴天体，这样将更好地理解这些奇特天体是如何进化的，以及为什么经常出现复杂奇特外形的原因。

　　德马尔科说：“行星星云仍具有一定的神秘性，近期一些理论认为行星星云仅形成于双星系统或者行星系统之中。另一方面，传统教科书中解释的多数恒星，甚至包括像太阳这样的单个恒星也将符合这一命运。”

　　天文学家现已发现银河系内3000多个行星星云，迄今为止，发现其中大约20%行星星云具有同伴星体。然而，这一比例仅发现较少数量的行星星云同伴星体，多数同伴星体体积过小，或者过于昏暗，难以通过地面望远镜进行观测。

　　这项由专业和业余天文学家共同使用开普勒望远镜先进仪器完成该最新研究，将有助于天文学家洞悉奇特行星星云的形成之谜。到目前为止，使用开普勒望远镜已观测到6个行星星云，其中包括克隆伯格61行星星云。（叶孤城/编译）

人马座A星系。科学家认为这个星系中央存在一个超大质量黑洞，放射出大量射电能和X射线

　　哈勃太空望远镜拍摄了迄今为止细节最丰富的半人马座A星系照片，呈现明亮的年轻恒星和尘埃形成的暗纹。这个星系与地球的距离超过1100万光年，是银河系相对较近的邻居。科学家认为半人马座A星系中央存在一个超大质量黑洞，放射出数量巨大的射电能和X射线。

　　这幅多波长照片是由哈勃望远镜的宽视场照相机3号拍摄的，揭示出半人马座A星系此前未被观测到的细节。这些细节包括气体和尘埃盘歪曲的外形，说明过去曾与另一个星系发生碰撞。此次撞击产生的冲击波导致氢气聚集，形成大量恒星。照片中的红色斑点就是恒星。宽视场照相机3号是“哈勃”最先进的仪器之一。半人马座A星系亮度很高，是南半球业余天文学家一个理想的观察对象。这个星系可通过双目望远镜进行观察，更先进的业余望远镜能够揭示出半人马座A特征鲜明的尘道。

　　哈勃望远镜以美国天文学家埃德温·哈勃的名字命名，1990年4月24日发射升空。它是第一架脱离地球大气层并绕地球轨道运行的光学望远镜，每97分钟绕地球旋转一周，距地高度353英里(约合568公里)，移动速度达到每小时17500英里(约合每小时28163公里)。

　　哈勃望远镜重24500磅(约合11113公斤)，长43.5英尺(约合13米)，每周可向地球传回120G数据，所拍摄的照片以地球为主。这架望远镜通过两个太阳能电池板从太阳那里获取能量，绕轨道飞行一周所耗费的电量可满足大约28个灯泡的用电需求。哈勃的服役时间最初定为20年，已经过5次维修，最后一次是在2009年5月。

　　据美国太空网站报道，明亮的涡流气体星云环绕在一颗著名超巨恒星周围呈现出彩虹般的色彩，该图像显示壮观的气体星云在红外线下呈现出的详细状况。
 

明亮的涡流气体星云环绕在一颗著名超巨恒星周围呈现出彩虹般的色彩

　　天文学家使用智利帕拉纳尔天文台的甚大望远镜来研究环绕参宿四(猎户星座中的一等星)的星云，这颗红色超巨恒星位于猎户星座，距离地球600光年。甚大望远镜是欧洲南方天文台运营的望远镜之一，部署在智利地势较高的阿塔卡马沙漠。

　　如图所示，这张最新拍摄的甚大望远镜图像是于6月23日发布的，显示环绕的美丽气体星云比这颗超巨恒星更大，在恒星表面延伸至600亿公里。该束状纤细结构类似于从恒星释放的火焰苗，是该恒星向外喷射大量物质形成的。

　　参宿四位于猎户星座的右肩侧位置，该恒星非常巨大，大约是太阳体积的600倍，太阳质量的20倍，也是天空中最明亮的恒星之一。事实上，该恒星的直径相当于木星轨道直径，也是地球轨道直径的4.5倍。

　　参宿四周围的“火焰”

　　像参宿四这样的红色超巨恒星是超大质量恒星生命最后阶段，在这短暂的生命阶段，该恒星体积进行膨胀，并以惊人的速度向太空喷射大量物质，在仅仅1万年里脱落的恒星物质就相当于太阳的质量。

　　此前甚大望远镜上敏锐的NACO自适应光学仪器也探测到类似参宿四恒星喷射的宇宙物质形成从恒星表面至太空壮观的巨型羽状气体现象，参宿四喷射宇宙物质也是由于该恒星大气层中巨型气泡上下移动所导致的，它就像在茶壶中循环的沸水，该过程加速了羽状气体喷射。

　　这张最新甚大望远镜照片是由该望远镜上中红外VISIR仪器拍摄的，显示近距离接近恒星的羽状气体很可能连接至星云外部的结构。这个超大质量的恒星育儿所不能通过可见光线观测到。

　　喷射物质的无规律非对称性外形表明参宿四并未以对称性形式释放物质，所产生的恒星物质气泡和巨型羽状气体形成多块状星云结构。

　　满是灰尘的星云

　　研究人员称，这张最新照片中的可见物质很可能是由硅酸盐和氧化铝灰尘构成。这是形成地球和其它岩石行星地壳的主要物质，在远古时期，地球的硅酸盐来源于一颗类似参宿四的超巨恒星。

　　欧洲南方天文台发布的这张合成图像重现了NACO自适应光学仪器早期观测的中心盘的羽状喷射物，在图像中心的较小红色圆形区域跨越大约4.5倍地球轨道，呈现出参宿四可见表面的所在位置。

　　黑色环状结构是该图像中非常明亮的一部分，它使相当光线昏暗的星云清晰可见。这张VISIR图像是通过红外过滤镜拍摄的，对不同波长的放射线均十分敏感，图中蓝色部分是波长较短的喷射物质，红色部分是波长较长的喷射物质。

这是M-17天鹅星云，借助新启用的望远镜和2.68亿像素相机，科学家们首次获取了这张细节分辨率惊人的照片

　　这是一台新望远镜进行观测工作后发布的首张照片，揭示了一个星云前所未有的细节。这张照片展示的是一个恒星新生区M-17，即“梅西耶17”，一般也被称为Ω星云，或天鹅星云，它位于南天的人马座。

　　这片天区充斥着气体，尘埃和炙热的年轻恒星，它们位于银河系的核心方向。而这张清晰度惊人的照片的拍摄设备则是最新投入使用的欧洲甚大巡天望远镜(VST)。这是欧洲多台超大型天文望远镜中的最新成员，而这张照片则是它的最新力作。

　　这台采用了最新技术的望远镜口径2.6米，装备了一台2.68亿像素的相机，它可以捕捉到夜空中黑暗角落中隐藏的星光，也因此能快速精确的进行巡天观测。这台新望远镜将和另一台红外巡天望远镜“Vista”协同工作，获取一些清晰度前所未有的星空照片。这台新设备安装在智利北部阿塔卡玛沙漠中的帕拉那天文台，这里还有另外4台大型望远镜。之所以选在这里，是因为这里拥有这颗星球上最清澈的天空之一。

　　蒂姆·祖维(Tim de Zeeuw)是欧洲南方天文台的主管，他表示：“我很高兴看到VST拍摄的首张照片发布。它和Vista望远镜的合作将能够让更多我们感兴趣的目标以更高的细节分辨率进行观测，随后我们就能用甚大望远镜(VLT)进行后续的进一步观测了。”(晨风)

人们可以看到美丽的星空像丝绸般从眼前徐徐滑过，视线跟随着地面上的一切事物在一起移动，仿佛飞行在宇宙中

地球所谓的“周日运动”旋转在这个延时视频中被一览无余的观看到，甚至人们还会出现仿佛录像机在空中漂浮的幻觉

欧洲南方天文台利用至今世界上最先进的天文系统之一—甚大望远镜，运用延时拍摄技术拍摄到了这个神奇的视频

　　【搜狐科学消息】据国外媒体报道，地球对于我们来说很庞大，但地球对于宇宙来说则很渺小。大家都知道我们所在的地球随时都在不停的围绕太阳自传公转，但置身于地球之上的我们并没有感觉到它的移动。而且人们还常常被地球上面笼罩着的群星璀璨的夜空所吸引，但那条美丽的银河系也总是固定的“覆盖”在地球大气之上。都说星光灿烂的夜空往往会让人们为之惊艳，那么银河系如果能在眼前缓缓移动，则必将会为人们带来终身难忘的宇宙神秘美感。而近日，欧洲南方天文台利用至今世界上最先进的天文系统之一—甚大望远镜，运用延时拍摄技术，在南美洲智利阿塔卡马沙漠的夜空，拍摄了一场地球移动，银河滑过的神奇风景。

　　据悉，甚大望远镜置于阿塔卡马沙漠一座2400米海拔的山上，由4台相同的8.2米口径望远镜组成，组合的等效口径可达16米。4台望远镜既可以单独使用，也可以组成光学干涉仪进行高分辨率观测。科学家通常利用它来研究观测天体，了解行星形成过程和宇宙谜团。从视频中可以清晰的看到，南美洲阿塔卡马沙漠这片土地上的夜空在此刻看起来与以往的惊人异常。伴随阿塔卡马沙漠的暮色低垂，看似平常普通的暮色场景，经过甚大望远镜的延时技术拍摄，则上演了一场宇宙奇观。可以说，这个延时视频十分罕见，从视频中，人们可以看到美丽的星空像丝绸般从眼前徐徐滑过，视线跟随着地面上的一切事物在一起移动，仿佛飞行在宇宙中，又仿佛置身于神话般的国度。甚至还可以清晰的看到置于夜空中的激光引导星、黄道光、大大小小的麦哲伦星云，甚至环绕地球的人造卫星。地球所谓的“周日运动”旋转在这个延时视频中被一览无余的观看到，人们甚至还会出现仿佛录像机在空中漂浮的幻觉。

　　这个神奇的延时视频发明者史蒂芬•吉斯阿德（Stephane Guisard）和约瑟•弗朗西斯科•萨尔加多（Jose Francisco Salgado）表示，这个延时视频与以往的都不同。普通的延时视频中只能看到繁星和天空在移动，而地球是静止不动的。但他们拍摄的这个延时视频则相反，通过将整个画面进行数字化的旋转，可以保持星空在视频中的稳定。这样就能很清晰的看到，地球在群星璀璨的夜空中缓缓旋转了。（尚力）

　　新浪科技讯 北京时间4月26日消息，美国国家地理网站近日公布了本周的精美太空图片。一如既往展示了本周太空观测展现给我们的美丽世界。由于本周正值哈勃望远镜升空21周年的纪念日，因此本辑中叶特别呈现了献给哈勃望远镜的的特别生日礼物。

　　1、波光粼粼的潟湖

波光粼粼的潟湖

　　这张照片拍摄于4月2日，从国际空间站上向地球瞭望，在阳光照射下，非洲海岸外的一座小岛看起来就像是一个被白雪覆盖的世界。

　　水面对阳光的强烈反射可以随着水深的改变而有所不同，比较这张照片中央的潟湖浅水区和环礁外部的深水区便可以看出这种差异。

　　这座小岛位于莫桑比克和马达加斯加岛之间的莫桑比克海峡中，名为印度礁，是法国领土。这是一座无人岛，因为在高潮位时，这个小小的环礁会被完全淹没在水下。

　　2、新一代望远镜

新一代望远镜

　　美国宇航局工程师厄尼·怀特(Ernie Wright)站在一个六镜面拼接设计的镜面前，它将成为即将发射的新一代詹姆斯·韦伯望远镜(JWST)的一部分。照片拍摄于4月14日，当时这一镜面部件正准备接受低温测试，地点是美国宇航局位于亚拉巴马州亨茨维尔的马歇尔空间飞行中心。

　　一旦发射，这台空间红外望远镜将被部署在距离地面93万英里(约合150万公里)的轨道山，其工作温度为零下234摄氏度。

　　3、哈勃的生日礼物

哈勃的生日礼物

　　在哈勃空间望远镜21岁生日到来之际，美国宇航局公布了这张新的图像，显示一对正发生相互作用的星系。闪烁的恒星，宛如一朵宇宙玫瑰上清晨闪耀的露珠。1990年4月25日，美国宇航局的发现号航天飞机将哈勃望远镜送入轨道，开始了它辉煌的探索之旅。

　　这一图像中的两个星系被称为Arp 273，由于两者靠得太近，引力作用使它们的形状发生了扭曲。蓝色的亮点是大量炙热的年轻恒星，它们发出强烈的紫外辐射。

艺术概念图，展现了一颗与地球类似的行星。（图片提供：Kepler/NASA）

　　新浪环球地理寻 北京时间4月1日消息，据美国国家地理网站报道，美国科学家进行的一项新研究发现，银河系可能至少拥有20亿颗类地行星。研究论文作者指出，但我们没有必要马上对这些世界进行“殖民”，因为这一数量实际上远远低于很多科学家的预计，我们很难在银河系寻找到“第二地球”。

　　数量相对稀少

　　这一估计立基于美国宇航局开普勒太空望远镜的观测数据，在设计上，开普勒望远镜用于搜寻在恒星前方穿过的行星。根据这架望远镜的观测数据，研究论文作者认为银河系的类日恒星中最多只有2.7%拥有所谓的类地行星。

　　宇航局位于加利福尼亚州帕萨迪纳喷气推进实验室的科学家、研究论文合著者乔·卡坦扎利特表示：“银河系的类日恒星数量大约在1000亿颗左右，其中只有2%左右拥有类地行星。也就是说，银河系的类地行星数量在20亿颗上下。宇宙中与银河系类似的星系有500亿个左右，如果每一个都拥有20亿颗类地行星，就太令人不可思议了。”

　　卡坦扎利特和另一位合著者——同样来自喷气推进实验室的迈克尔·肖指出，这一数字似乎非常巨大，但他们的研究结果显示类地行星实际上“相对稀少”。如果事实果真如此，这也就意味着科学家应该为未来研究类地行星化学信号的任务锁定适当的恒星目标。通过研究化学信号，科学家能够确定行星是否拥有氧气、液态水或者生命迹象。

　　如何确定适居行星？

　　自2009年以来，开普勒望远镜便开始观测天鹅座附近的太空区域，对这一区域内的15.6万颗恒星发出的光线进行观测。借助于所携带的仪器，这架望远镜可以确定恒星的亮度是否周期性变暗。发生这一现象说明存在绕恒星轨道运行的天体。截至2011年2月，开普勒望远镜已经发现了15颗新行星以及1235颗“行星候选者”，其中包括迄今为止在太阳系外发现的体积最小的行星。

　　天鹅座附近区域可以被当成一个代表性样本，根据这个样本推测银河系的类地行星数量。为了推断可能的“第二地球”数量，卡坦扎利特和迈克尔首先根据“开普勒”获取的两种信息判定类地行星，一个是行星的体积，另一个是行星与所绕恒星之间的距离。

　　卡坦扎利特说：“1993年一项著名的研究计算了所谓的适居区的类内类间距离。这一区域既不太热，也不太冷，允许行星表面存在液态水。最近有科学家指出这些界限有些保守，距离也许可以再近或者再远一点。由于温室气体的存在，行星即使距离再远一点，仍是一个较为温暖的世界，由于云层存在——此前的模型并未将其考虑在内——即使再近一点，表面仍可保持凉爽。”拥有一条类似地球的轨道似乎最为理想。他说：“如果行星与所绕恒星间的距离低于地日距离，你就会被烤焦，水则变成蒸汽；如果过远，水则冻成冰。”

　　接下来，卡坦扎利特和迈克尔将目光转向行星的体积，并以地球半径(行星中心与表面之间的距离)作为参照。卡坦扎利特说：“人们普遍认为体积最小的适居行星体积应为0.8个地球半径，或者说质量大约相当于地球的一半。原因在于：如果质量过低，行星无法保持氧气的存在。达到2个地球半径的便已是最大的类地行星。如果质量过大，行星便开始聚集氢气，就像海王星或者天王星一样，与此同时，大气压也让人无法呼吸。”

　　通过数学模型，卡坦扎利特和迈克尔根据体积和半长轴对“开普勒”发现的行星和行星候选者进行制图。行星的半长轴是指行星与所绕恒星间的平均距离，能够揭示出行星是否处在适居区。数学模型同样将这样一个事实考虑在内，开普勒望远镜只能观测到以我们能够观察到它们在恒星前方穿过的方式排列的行星。可能存在我们未能观察到的其他行星，原因就在于它们的轨道倾斜。为此，研究小组利用此前的系外行星数据，评估这些无法观察到的行星存在的可能性。

　　研究结果显示，根据传统的适居区边界，1.4%的类日恒星拥有类地行星。如果扩大适居区的边界，则有2.7%的类日恒星拥有类地行星。研究发现于3月刊登在arXiv.org上，同时递交《天体物理学杂志》。基于这些数据，研究论文作者得出结论，开普勒将最终在所观测区域发现12颗类地行星。在已发现的候选天体中可能就有4颗类地行星。

　　类地行星普查并不完善？

　　其他行星搜寻者表示，现在就判定存在多少“第二地球”还为时尚早。麻省理工学院行星科学家、开普勒项目成员萨拉·肖格指出：“这项研究完全低估了类地行星的可能数量。”计算银河系类地行星数量不得不立基于大量假设，“开普勒”的任务刚刚开始，所获得的观测数据并不完整。她说：“如果对美国进行人口普查，你应该去加利福尼亚州，敲开每一扇门，这样才能推断出其他地区的人口数量。这也是开普勒望远镜正在做的工作。”

　　此项新研究仅仅建立在对外公布的“开普勒”最初4个月的观测数据基础之上，这就如同在加州进行人口普查时只统计儿童人数，而后推断整个美国的人口数量。开普勒望远镜至少要进行3年半的行星凌日数据收集工作，允许科学家在以后进行更为完整的行星普查。肖格说：“如果开普勒望远镜能够在未来几年找到这个问题的答案，我更愿意等待，而不是进行推断。”

　　类地行星数量可能低估

　　另一个不得不考虑的问题是，根据开普勒望远镜获取的数据，我们无法判断一颗给定行星是否就是类地行星。单从体积判断，不足以确定适居性。肖格说：“地球和金星的体积和质量相当，并且都处于太阳系的适居区，但金星并不是一颗适于居住的星球。在我看来，类地行星必须拥有与地球类似的质量、体积和轨道并且表面有液态水存在。在进行大气研究前，我们无法得出准确的结论。开普勒望远镜只发现了与地球体积相当的行星，我们永远不能将其称之为‘类地行星’。”

　　卡坦扎利特表示早期的研究需要进行一些推测，但推测也能产生积极作用，因为“最合理的估计”能够帮助天文学家设计适当的任务，以在未来确定一颗给定的行星是不是“第二地球”。他说：“一些人认为类地行星数量可能超出预计。肖格的观点可能是正确的，我们得出的新估计可能过低，但是否真的如此现在还是一个未知数。”

　　一个能够改变卡坦扎利特所得估计的因素是，开普勒望远镜并不能观测到一些行星的凌日现象。他说：“我们做出这样的假设，即在对15.6万颗恒星进行观测时，开普勒望远镜能够观测到所有拥有类地行星半径和轨道距离的较小行星。如果开普勒望远镜无法做到这一点，我们便低估了类地行星的数量。在开普勒任务结束后，我们将采用同样的方式对所有开普勒数据进行研究，以得出一个更为准确的数字。”(孝文)