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孫維新／系外行星—從科幻到真實
2019-10-09 23:55 聯合報 孫維新（作者為國立自然科學博物館館長、台灣大學物理系及天文所教授）
美國太空總署宣布克卜勒太空望遠鏡又發現1284顆系外行星，其中九顆可能有水。圖為太空總署提供的系外行星示意圖。 （歐新社）
民國108年(二○一九年)的諾貝爾物理獎公布了，宇宙中的新知，再次獲獎！
近五十年來的物理評獎，天文領域的課題就沒少拿過。民國53年(一九六四年)發現了微波背景輻射，終於知道宇宙起自一場高溫大爆炸；民國56年(一九六七年)找到了中子星，串起了恆星演化的失落環節；民國78年(一九八九年)觀察到宇宙背景在大尺度上是完美的，讓服膺希臘哲學的科學家心滿意足，但同時又在小尺度上看到微小缺陷，才知道天地萬物如何形成；民國91年(二○○二年)確認微中子的三種本質，才知道太陽核心如何產生能量；民國100年(二○一一年)發現宇宙在加速膨脹，才知道宇宙中絕大部分能量是我們至今還看不見摸不著的；民國104年(二○一五年)偵測到重力波，才知道百年前的老愛預言果然是對的……
民國108年(二○一九年)的今天，一半獎金給了皮博，是因為他對宇宙結構能總其大成，蔚然成一家之言，當年我在UCLA念天文研究所，宇宙學的教科書就是皮博寫的，看他得獎分外親切！但是另外一半給了一個新興課題：系外行星，這就更有戲了！
自有人類以來，當我們走到戶外仰首蒼穹，總會好奇茫茫星海之中，是否也有其他高智文明存在？合理推想的第一步，就先要確定這些夜空星點是否也有行星環繞？
民國84年(一九九五年)，今年共同得獎的梅爾和奎洛茲，在「自然」雜誌上發表一篇文章，說明在距離地球五十光年的飛馬座五十一號星近旁，發現了一顆木星大小的行星，這顆行星是如此接近它的母星，僅有水星到太陽距離的八分之一，表面溫度應該達到攝氏一千度！雖然這種「熱木星」根本不可能孕育類似地球上的生物，但因為是第一顆在「正常恆星」旁邊發現的行星，還是給了天文學家無比希望，自此搜尋「系外行星」的努力迅速展開。
民國98年(二○○九年)，美國的克卜勒衛星發射升空，展開找尋類似地球的系外行星的工作。這顆衛星的觀察方式極為簡單，在地球軌道上跟著地球繞太陽轉，同時緊盯著織女星和天津四之間的一小塊天區觀察，連續記錄視野中十五萬顆星的亮度變化，若哪顆星有小小的百分之一二的亮度改變，再加上這個變化會周期性地反覆出現，就有理由相信有顆行星繞著這顆恆星轉，固定通過這顆恆星的前方，產生「水星凌日」的效果。
這個任務設定極為簡單，但成果豐碩遠超預期！第一期的四年下來，就已經尋獲了將近四千顆行星，環繞三千顆恆星運轉！這是什麼概念？這表示有相當多的恆星旁邊有多於一顆的行星環繞！各位，這就是「別人的太陽系」！
有些恆星旁邊竟然有七顆、八顆行星環繞，這就和我們的太陽系相去不遠。一開始獲得這個發現極為興奮，因為別的恆星周遭也有個太陽系！但隨之卻如河伯望海，嗒然若喪，因為我們的太陽系毫不特殊！的確，當我們對宇宙瞭解得愈多，就愈覺得我們自己實在平凡！這個趨勢並非自今日始，從一五四三年哥白尼出版「天體運行論」，將地球從宇宙中心搬離就開始了。
克卜勒衛星民國107年(二○一八年)功成身退，但另一顆衛星「黛絲姑娘」同一年無縫接軌，以更精密的儀器和更寬廣的視野，緊接著展開新一輪的搜尋，我相信，三五年之內，地球人類必然會發現另一顆有山有水、有星有風的美好行星。屆時，就是我們要反思如何面對第二地球和其上可能存在生命的時候了……
