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大發現:公民科學家貢獻好眼力 尋得兩顆太陽系外行星

公民科學家萬歲!經由他們的集體努力,克卜勒計畫已經確認又多找到兩顆系外行星!

這兩顆系外行星是「全民一起挺科學 – 行星獵人」(Planet Hunters)專案計畫自從2010年12月開始號召成員以來,結出的第一批初熟果子。這個專案動用到全球公民的眼球勢力,要在克卜勒計畫資料庫中進行挖寶活動,搜尋系外行星。

話說專案啟動當時,還未滿30天,就已傳來發現行星的好消息。如今獲得確認:一共有兩顆所謂的「行星候選人」通過了後續驗證篩選:其中之一屬岩石質地、大小條件等都和地球類似的行星,另一顆則是條件比較接近木星的氣體巨行星。

「行星獵人」專案共同發起人之一,來自耶魯大學的研究員Meg Schwamb發表她的感想說,仔細想想,這樣的經驗其實十分奇妙,坐在自家電腦前,無論何人,竟然都能成為地球上首先抓住銀河系千億顆恒星中一有同伴形影相隨這個事實的第一人,這實在太神奇,太令人感動了。

無論我們從哪個角度取景來看,克卜勒計畫都算是已取得了了不起的大成功 – 到目前為止,經由它提供的偵測資料,已經發現到超過1,200顆「行星候選人」(在克卜勒計劃中,還未經驗證,但有可能會是行星的圖片資料,就被稱為「行星候選人」)。「銀河系除了太陽系以外究竟有多少恒星有行星」是個大家都很想探索的答案,而克卜勒太空觀測站所取得的資料是科學界可以回答這個問題的一處極豐富的寶藏,不過相對的,這也必須耗費來自全球4萬位網民以難得的「好眼力」來幫助天文學家鎖定「哪些恒星有行星」來做分析,帶分析的母體數量不小,總共15萬顆!當然,其中特別要找的,就是環繞著這些恒星做公轉運動,本身條件又很像地球的「類地」行星(Earth-like)。已經找到的1,200顆行星候選人,對我們有什麼意義嗎?事實上,它說明的是一件還沒曝光的大事,沒看到的部分比已經看到的部份更令人引發想像:克卜勒計畫搜集的資料庫裏,恐怕還有更多尚不為人知的鑽石隱匿未現。

科學團隊成員Meg Schwamb還表示,在「行星獵人」計畫啟動以前,「人眼真能勝過機器眼?」這件事其實仍遭到懷疑。機器眼在一步步自動化設定下偵測處理,真的還會有細節遭遺漏,非要靠人眼來抓漏不可嗎?這可沒人說的準。因此,「行星獵人」這個計畫對他們科學團隊來說,可以說其實算是一個帶有「賭賭看」味道的計畫。

不過,如今事實證明,這一把賭注下得很值得,也讓世人都明白,在「辨識不同型態圖案」這個我們覺得超簡單的工作上,唯獨人眼還是「天然的尚好」,雖然,贊助行星獵人計畫的公民科學家並沒有取代「真正的科學家」在研究和分析上的角色,但在搜尋太陽系外行星這個計畫上,眼珠子已經令人刮目相看的取得了一個極有價值的狠角色,也成為後續這個研究計畫上不可或缺的幫手之一。

當我們從圖片上看見某恆星有顆同伴星,但無法確定它是恆星或行星,也不知該圖片所顯示者是雙星系統食(eclipse)或者掩星事件時,科學家就會以偵測繞著恆星運動的天體,其徑向速度有無晃動(wobble)的方式來加以進一步判斷,藉由這個方法,便可得知究竟是恆星或行星。行星獵人計畫如何進行篩選驗證的流程呢?首先,每顆恒星資料都由多組不同的公民科學家把關看守,(事實上,最後得票數最高的這兩顆行星,先前已經通過由多達數十組公民科學家加以辨識的過程,結果一致認定它應該是行星!)然後下一步,行星獵人計畫的科學團隊,再將「公民科學家」完成驗證後、認定「有可能是行星」的前10名最高票的候選人圖片資料,一起轉送給克卜勒團隊,進行第二回合驗證,目的是篩除誤報:譬如它不是掩星現象,而是雙星系統「食」現象等等這一類的誤判;在這個階段以後,10個候選人只剩下兩個,然後,科學團隊再回頭央請Keck天文臺和2MASS(2微米巡天觀測)根據行星候選人的母恒星資料來判斷,這兩顆天體是否真符合行星的資格。

關於這兩顆行星候選人的特徵,目前資料顯示,它們繞著母恆星公轉的週期大約僅只有10到50天。比地球公轉週期的365天短了許多,它們的半徑尺寸則落在2.5倍到8倍於地球半徑的範圍中。雖然其中有一顆可能是一個岩質行星,但可惜它並不座落在所謂的「適居帶」,「適居帶」有個重要的關鍵特色,就是它含有液態水;而液態水,是我們習慣所知的所謂「生命」現象不可或缺的物質。

研究團隊科學家Meg Schwamb說:克卜勒計畫一直傾向將自己定位成是個統計型的巡天觀測任務,換句話說,它們決定「讓數字說話」。若將克卜勒計畫中以機器眼找到的行星候選人或行星獵人所發現的行星候選人加總,其總數量超過1200顆以上;然而這些行星候選人,都因為恆星太微弱,或繞行恆星的行星徑向速度過小,小到世上靈敏度最好的光譜儀都無法成功偵測它們的信號,也就無法進一步證實它們的確是行星。該團隊未來將盡量爭取透過以凱克望遠鏡來測量行星候選人的徑向速度。

最後,這兩位行星候選人的廬山真面目到底是還不是顆行星呢?目前,行星獵人計劃的科學團隊表示 – 高達95%的機會,答案是 – 「yes,安啦,如假包換。」(Lauren 譯)

資料來源:中研院天文網

轉載自台北天文館之網路天文網網站

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