在仅距地球50光年之外，大约有1560颗恒星，它们可能被数千颗行星环绕。大约有一千颗这样的太阳系外行星——即系外行星——可能是由岩石构成的，它们与地球有相似的结构。有一些甚至可能孕育着生命。超过99%的这些外星世界仍未被探索，但这种情况即将改变。
（美国宇航局/欧洲航天局/G.培根/太空望远镜科学研究所）
借助美国宇航空局最新的系外行星猎人太空望远镜苔丝的帮助，科学家们开始了对太阳系附近可能适宜居住的行星的全天候搜索。每13.7天绕地球一周的苔丝和地面望远镜有望在未来几年内发现数百颗行星。
这可能会改变天文学家对我们周围的外星世界的理解，并为新一代望远镜寻找生命迹象提供目标。在仅仅一年多的时间里，苔丝已经确认了1200多个候选行星，其中29个已经被天文学家确认为行星。
考虑到苔丝同时搜索数万颗恒星来寻找行星的独特能力，该任务预计将产生1万多个新行星。
这对天文学家来说是激动人心的时刻，尤其是对我们这些探索系外行星的人来说。我们是行星狩猎项目“伊甸园计划”的成员，这个项目也支持苔丝的工作。
我们使用地面和太空中的望远镜来寻找系外行星，以了解它们的特性和孕育生命的潜力。
我们周围未被发现的世界
我们周围的世界等待着我们去发现。以半人马座比邻星为例，这是一颗不显眼的微弱红星，不借助望远镜是看不见的。它是银河系中1000多亿颗这样的恒星中的一颗，除了作为我们的邻居之外，它并不引人注目。
图解：围绕着半人马座红矮星比邻星运行的行星普罗克斯米亚b，这颗比邻星是距离太阳系最近的恒星。图源：space
在比邻星轨道上运行的是一个迷人而神秘的世界，它叫做普罗克斯米亚b，直到2016年它才被发现。
令人惊讶的是，科学家们对普罗克斯米亚b知之甚少。天文学家将在一个星系中发现的第一颗行星命名为“b”。人类从未用肉眼或望远镜看到过这颗行星。
但我们知道它的存在是由于它对主恒星的引力，这使得恒星的摆动变得非常轻微。这个轻微的摆动是由一个大型国际天文学家小组从多台地面望远镜采集的数据中发现的。
普罗克斯米亚b很可能与地球具有相似的岩石成分，但质量更高。它吸收的热量和地球从太阳吸收的热量几乎一样。
这就是这颗行星如此令人兴奋的原因:它位于“宜居”地带，有可能具有与地球相似的属性，比如地表、液态水，而且——谁知道呢? ——甚至可能是带有生命迹象的大气层。
美国宇航局在2018年4月发射了苔丝任务，寻找其他与地球大小相仿的行星，但方法不同。苔丝正在寻找罕见的变暗事件:当行星从它们的主星前面经过时，挡住了一些星光。
这些凌日事件不仅表明了行星的存在，而且还显示了它们的大小和轨道。
对我们这样的天文学家来说，发现一颗新的凌日系外行星是一件大事，因为与通过恒星摆动发现的行星不同，我们可以进一步研究观测到的凌日行星，以确定它们的密度和大气成分。
图解：通过测量亮度下降的深度和了解恒星的大小，科学家可以确定行星的大小或半径。图源：space
“小太阳”红矮星
对我们来说，最令人兴奋的系外行星是那些最小的行星。当它们围绕被称为红矮星的小恒星运行时，苔丝可以探测到这些小恒星——他们的质量不到太阳质量的一半。
每个星系都是独一无二的。例如，LP 791-18是一颗距离地球86光年的红矮星，苔丝在它周围发现了两个世界。
第一颗是“超级地球”，一颗比地球大但可能大部分仍然是岩石的行星；第二颗是“迷你海王星”，一颗比海王星小但富含气体和冰的行星。这两颗行星在我们的太阳系中都没有对应的行星。
LHS 3884b是天文学家目前最喜欢的与地球大小相当的新行星之一，这是一个灼热的“热地球”，它围绕太阳公转的速度非常快，以至于你在星球上每11个小时就可以庆祝一次生日。
图解：艺术家对系外行星穿越红矮星的印象。图源：space
尚未出现类似地球的世界
但是地球大小的行星是怎样的呢?寻找附近的星球以进行详细研究的希望已经得以回报。一个天文学家团队用哈勃太空望远镜观测了热的超级地球LHS 3884b，发现它是一个可怕的度假胜地，甚至没有大气层。
它只是一块裸露的岩石，这块岩石中午温度超过700摄氏度(1300华氏度)，午夜温度接近绝对零度(-460华氏度)。
苔丝任务最初获得了两年的资助。但是航天器的状态非常好，由此美国宇航局将此任务延长到2022年，将苔丝扫描附近明亮恒星的时间延长了一倍。
图解：艺术家对系外行星穿越红矮星的印象。图源：space
然而，由于系外行星极度的暗淡，寻找最冷恒星周围的系外行星仍然是一个挑战——它们的温度是低于2700摄氏度(4900华氏度)的。
由于超冷矮行星为我们提供了的最佳机会来寻找和研究尺寸和温度与地球相似的系外行星，因此其他聚焦的行星搜索正在从苔丝离开的地方开始。
苔丝找不到的世界
2016年5月，一个由比利时领导的小组宣布发现了一个围绕超冷矮星的行星系统，并将其命名为TRAPPIST-1。在TRAPPIST-1星系中发现了7颗与地球大小相当的凌日系外行星，这是一个突破性的发现。
图解：根据截至2018年2月的关于行星直径、质量和与主恒星距离的现有数据，该艺术家的概念显示了TRAPPIST-1行星系统的外观。图源：space
它还证明了小型望远镜——相对于我们这个时代强大的庞然大物——仍然可以做出革命性的发现。凭借耐心和毅力，特拉普斯特望远镜从阿塔卡马沙漠的高山上俯瞰附近微弱的红矮星，寻找它们亮度的细微变化。
最终，它在红矮星TRAPPIST-1的数据中发现了凌日现象，尽管它离我们只有41光年，但对于苔丝的4个直径10厘米(4英寸)的镜片来说，它的亮度太微弱了。如果不是特拉普斯特团队的大型望远镜发现了它们，这个地球大小的行星可能仍未被发现。
有两个项目在围绕红矮星寻找外星球候选者的过程中提高了游戏的难度。SPECULOOS团队（该团队项目是以一种比利时零食命名的“肉桂焦糖饼干”，目的是寻找可居住的行星EClipsing ULtra-cOOl Stars 。其全称为Search for habitable Planets EClipsing Ultra-cOOl Stars）在阿塔卡马沙漠安装了四个机器人望远镜，并在北半球同样安装了一个。
我们的地外发现和探索网络——伊甸园计划——使用了亚利桑那州、意大利、西班牙和台湾的九架望远镜来连续观测红矮星。
SPECULOOS望远镜和伊顿望远镜比苔丝的小透镜要大得多，可以发现恒星周围的行星：这些恒星太暗，苔丝无法研究，包括一些离我们最近的凌日类地行星。
新世界的十年
下一个十年可能会被人们记住，那些其他世界令人难以置信的丰富多彩会让我们大开眼界。到2025年,苔丝可能会发现1万到1.5万个系外行星候选者。
到2030年，欧洲航天局的盖亚任务和柏拉图任务预计将再发现2万至3.5万个行星。盖亚任务将寻找行星引入的恒星摆动，而柏拉图任务将像苔丝那样寻找行星的传递。
然而，即使在即将发现的数千颗行星中，最接近太阳系的系外行星仍将保持其特殊地位。许多这样的世界会开展非常详细地研究，包括寻找生命迹象。
发现世界也代表了人类探索我们所生活的宇宙的重大进展。
在绘制了我们自己的行星和太阳系的地图之后，现在我们把目光投向了附近的行星系统。也许有一天，半人马座比邻星b或附近的另一个天文学家尚未发现的世界，将会成为星际探测器的目标，比如”星射计划”，甚至是载人星际飞船。但首先，我们必须把这些世界放在地图上。
参考资料
1.维基百科全书
2.天文学名词
3. sciencealert-纪JZ
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