如同科幻游戏中的使命,科学家们正持续为人类寻找新的家园。随着太空望远镜技术的飞速发展,发现地球2.0似乎已近在咫尺。

2017年9月初,哈勃太空望远镜的数据显示,TRAPPIST-1星系周围的7颗行星可能存在液态水。这颗红矮星的大小与木星相仿,温度极低,宛如宇宙中的冷寂巨兽。
TRAPPIST-1位于水瓶座方向,距离地球约40亿光年。天文学家通过观测系外行星凌日时恒星亮度的变化,结合光谱学分析,推断出这些行星的质量与半径,从而探测其大气成分。
最新的发现基于紫外线探测。高强度的紫外线会分解水分子,导致内行星可能完全干涸;而外行星因紫外线较弱且处于宜居带,极有可能保留着河流与海洋。

彼得·惠特利教授指出,尽管TRAPPIST-1星系充斥着强烈的紫外线与X射线,但研究结果表明该星系内不仅存在水,甚至可能孕育着生命,这令科学界倍感振奋。
虽然哈勃望远镜成就斐然,但地面望远镜也在不断印证其数据。值得注意的是,目前关于系外行星存在水的结论仍依赖诸多假设,我们需要功能更强大的观测设备。
服役27年的哈勃望远镜即将迎来接替者。詹姆斯·韦伯太空望远镜体积是哈勃的两倍,将于2018年10月发射。它将运行在拉格朗日L2点,利用巨大的遮阳板和镀金铍反射镜,探测宇宙深处的红外线。
韦伯望远镜不仅能观测宇宙大爆炸的遗迹,还能测量遥远行星的大气成分。由于身处遥远深空,它无法像哈勃那样进行维修。一旦运行正常,它将彻底改变天文学,让我们首次近距离审视TRAPPIST-1星系。
比韦伯更强大的WFIRST望远镜计划于2025年发射,主要用于暗物质研究,同时也将用于探测系外行星大气层。

反射镜尺寸是衡量望远镜能力的关键。哈勃为2.4米,韦伯为6.5米,而未来的LUVOIR项目计划打造16米级的巨型反射镜,运行在太阳轨道上,旨在直接搜寻生命迹象。
此外,大学天文研究协会提议建造12米级的高清望远镜,专门用于发现地球2.0。这些巨型设备可能需要SpaceX的猎鹰重型火箭来发射。
地面望远镜虽受云层和大气干扰,但在验证太空发现方面发挥着关键作用。目前,全球正掀起建设巨型地面望远镜的热潮。
智利的巨型麦哲伦望远镜(24.5米)和欧洲超大型望远镜(39米)正在建设中,后者将成为地球最大的‘天眼’。夏威夷的30米望远镜和智利的大型综合巡天望远镜(8.4米,配备3200兆像素相机)也将提供海量数据。
寻找地球2.0是一场持久战,需要先进的设备和海量的数据分析。但人类的探索步伐不会停止,技术终将帮助我们找到地球的孪生兄弟。
