FAST将寻找太阳系外的“新世界”

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这是位于贵州的“中国天眼”——500米口径球面射电望远镜（FAST）（2018年9月10日无人机拍摄）。新华社记者 欧东衢 摄
新华社北京7月10日电（记者喻菲）除了搜索外星文明的信号，目前世界最大、最灵敏的射电望远镜（FAST）将在距离地球约100光年的范围内寻找系外行星，这种行星像地球一样拥有磁场。
中法等国天文学家最近在《天文学及天体物理》杂志上发表了这一观测计划。
中国科学院国家天文台研究员、FAST首席科学家李菂介绍，和地球相当的系外行星被称为“超级地球”。科学家更关心适合人类生存的系外行星。宜居行星除了应当有水、适宜的温度和大气外，还有一个必要条件，那就是拥有磁场。
“地球的磁场保护生命不受宇宙射线的伤害。前一段时间热映的科幻电影《流浪地球》有一个概念不符合科学，如果地球停止自转，磁场就会消失。没有磁场的保护，地球大气层会被太阳风吹走，人和大多数生物会直接暴露在恶劣的宇宙环境中，无法生存。”李菂说。
巴黎天文台天文学家菲利普·扎尔卡说，行星是最有利于孕育生命的摇篮，目前人类已经发现大约4000颗系外行星。
他说，在太阳系的八大行星中，有六颗拥有行星尺度的磁场，它们是水星、地球、木星、土星、天王星和海王星，同时它们也都是强射电源。对系外行星开展射电探测旨在研究系外行星的物理特征，并与太阳系内的行星进行比较研究。
李菂说，人类发现的第一颗系外行星就是通过射电天文的方法在一颗脉冲星旁边找到的，但这是一个非常特殊的案例。除此之外，目前人类发现的所有系外行星都是通过光学方法或是红外直接成像找到的。发现这些系外行星让科学家相信，银河系中几乎每颗恒星周围都有行星，并且存在大量的宜居行星。
他说，在太阳系里，太阳风中的高能带电粒子以及来自某些卫星的电子与行星磁层相互作用，会产生射电辐射。太阳系内有磁场的行星都能产生这种辐射，可以通过射电望远镜测量并研究其磁场。这是目前光学和红外观测难以实现的研究。
“那么系外行星有没有磁场呢？如果有磁场，在主恒星星风的作用下，同样应该能产生射电辐射。”李菂说。
实际上，射电天文学家一直在寻找系外行星的射电信号，但是至今都还没有探测到。
“由于FAST比之前的射电望远镜更加灵敏，我们希望做这方面的尝试。如果能首次探测到系外行星的射电辐射，确认其有磁场，将是非常重要的发现。如果我们能打开这个观测窗口，就可以寻找系外行星磁场的规律，从另一个方面研究它们是否宜居。”李菂说。

这是在贵州平塘拍摄的500米口径球面射电望远镜（FAST）（2016年6月27日摄）。新华社记者 刘续 摄
他介绍，目前，大多数系外行星都是通过美国开普勒太空望远镜发现的，但是开普勒望远镜找到的系外行星距离地球相对遥远，在500光年之外。2018年美国又发射了新的系外行星探测器“苔丝”，它的目标是寻找距离地球比较近的系外行星。
“如果‘苔丝’找到大量的系外行星，我们同时去跟踪探测，那么发现有磁场的系外行星概率会提高。”李菂说。
“我们寻找的是距离地球100光年之内的系外行星，这样的行星一旦找到便于科学家开展细致研究，甚至有实现星际移民的可能性。”他说。
架设在贵州黔南州平塘县巨大天坑中的FAST于2016年9月竣工，过去3年是它的调试期，今年9月将正式投入使用。这个面积相当于30个足球场的望远镜，就像一只庞大而灵敏的耳朵，将倾听来自遥远星尘最微弱的“呢喃”，洞察隐藏在宇宙深处的秘密。
李菂说，FAST在调试期的表现令人超乎想象的满意，已经在脉冲星等领域有众多发现。
一个由超过10个国家和地区的天文学家组成的科学团队正在为FAST制定雄心勃勃的观测计划。他们提出的观测目标包括引力波、系外行星、超高能宇宙射线以及星际介质，有望提高人类对天文学、天体物理学和基础物理学的认识。
“规划新的观测，发现之前所有望远镜无法企及的目标，是令天文学家兴奋的工作。”李菂说。
科学家们相信，FAST将有更多超出预期的发现。“当如此强大的新望远镜开始进行科学观测时，往往会发现意想不到的信号。”李菂说。
“FAST在未来几年内启动的观测项目将对世界天文学和天体物理学的许多领域产生影响。尽管我们现在还无法预测它将发现什么，FAST可能会极大地改变我们对宇宙的认识。”李菂说。