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2012 年 2 月 22 日

太陽系外行星特展 (22):刻卜勒太空任務 (Kepler Mission)

文字提供 : 陳輝樺

說明 : 於 2009 年 3 月 6 日升空以德國天文學家約翰內斯•刻卜勒 (Johannes Kepler) 命名的刻卜勒任務Kepler Mission)太空船,是美國太空總署 (NASA) 設計使用太空光度計預計花 3.5 年來搜尋環繞著其他恆星之 類地行星 (Terrestrial planets) 的太空望遠鏡。 刻卜勒任務的科學目標是探索各種不同行星系的構造 ,因此為了免於受到陽光、地球與庫柏帶小行星帶的遮蔽、重力攝動和銀河星際塵埃的影響,它不在環繞地球的軌道上,而是在尾隨 地球 環繞太陽軌道 上,而且光度計 (photometer) 指向 天鵝座 (Cygnus) 和 天琴座 (Lyra) 所在的星空區域,遠離了 黃道面 (Ecliptic plane,Zodiac) 的干擾。

        刻卜勒任務太空望遠鏡以 凌日變光的觀測法 (Transit method) 同時觀測 10 萬顆各種 不同光譜 類型恆星的光度來搜尋 太陽系 外的 行星系統 ,透過如此大量的恆星樣本期盼達到確定有多少類似地球的行星或大行星存在或鄰近適居帶 (habitable zone),並測量這些行星軌道的大小 、形狀與範圍 ,測量短周期巨大行星的亮度、大小、質量、密度和軌道大小。 若是使用其他的技術方法來辨認每個被發現的系外行星系統和它們的其他成員,以及確定這些擁有行星的恆星特性,絕大多數都是仿如 木星 (Jupiter) 大小的大 行星 (Planets)。然而,刻卜勒的設計 是可以用來發現只有這種 質量 (mass) 的 30 至 600 分之一 、類似地球大小的行星。刻卜勒任務使用凌日變光的觀測法,且每 30 分鐘重複的觀察到行星從恆星前方掠過的凌日現象亮度變化,如果是地球大小的行星將會造成恆星的視星等降低  0.01% 的數量級 ,亮度減少的程度可以用來推測行星的質量,而由兩次凌日的時間間隔可以推測行星軌道的大小和估計它的 溫度 。 但是,由於光度減弱的非常少,因此刻卜勒必須至少連續觀察到 3 次行星凌星造成的現象才能確定。

        刻卜勒任務豐盛的成果令人吃驚, 2011 年 2 月 2 日公布發現 1,235 顆準行星、其中 54 顆可能位於適居帶,以及 2011 年 12 月 5 日公布發現第一顆類太陽恆星適居帶的太陽系外行星。在 2012 年 1 月刻卜勒任務研究團隊以觀測數據,發現平均每顆恆星擁有的行星個數高達 1.6 顆,推估 銀河系 內至少擁有行星數可能高達 1,600 億顆之多。

明日主題 : 太陽系外行星特展 (23):達爾文計畫 (Darwin) 與蓋亞任務 (Gaia Mission)
天文史上的今天 : 1878 年 2 月 22 日,瑞士理論物理學家 Walther Ritz (1878.2.22. - 1909.7.7.) 出生,他曾與發現了光譜學中里德伯公式的瑞典物理學家約翰內斯·里德伯(Johannes Robert Rydberg,1854.11. 8.-1919.12.28.)工作並提出 量子力學中的 Ritz method 而聞名。  
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         諮詢服務 : 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
                        蘇明俊 (樹德科技大學  休閒事業管理系)

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