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“人類第一張系外行星的照片由歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡VLT拍攝到的。”
本文來源 “騰訊太空”(ID:qqtaikong),騰訊創業經授權後轉載。
據媒體2月9日訊息,谷歌公佈了與ChatGPT同款的AI聊天工具Bard,同時還有一眾基於AI的產品更新。在釋出會上,谷歌詳細介紹了Bard模型:可以和它互動、探索複雜的主題、即時協作,並獲得創造性的想法。使用者還可以直接用自然語言提問,而不是用關鍵詞進行搜尋。
但遺憾的是,在演示中Bard對使用者的提問給出了錯誤的答案。有提問說:“請問詹姆斯·韋布太空望遠鏡(JWST)有哪些最新發現?以便我可告訴我9歲的孩子”。對此,Bard 給了一些解答,其中說韋布拍攝了人類第一張系外行星的照片。
其實這個答案並不準確。這是因為,早在2004年,歐洲南方天文臺利用位於智利的“甚大望遠鏡”(簡稱VLT)就已經拍攝了人類第一張系外行星的紅外照片。
圖注:歐洲南方天文臺VLT望遠鏡拍攝到的系外行星照片。左下方那顆紅點就是系外行星,中央的亮星是其母星,一顆褐矮星。
這使我聯想到,2023年1月11日,天文學家公佈韋布首次探測到一顆類地系外行星,代號為LHS 475 b,位於八分儀座方向,距離地球40光年。這顆行星的直徑相當於地球的99%,圍繞一顆紅矮星運動,軌道週期僅2個地球日。
但這顆行星是韋布發現的第一顆系外行星,不是人類發現的第一顆系外行星,更不是韋布拍攝的第一顆系外行星(韋布並沒有對這顆系外行星直接成像)。因此,這則天文新發現可能對Bard的回答造成了干擾。
圖注:韋布首次探測到的類地系外行星LHS 475 b(藝術圖)。
據悉,谷歌因Bard犯了這個錯誤,導致股價最新交易日大跌超 7%,市值蒸發約1020 億美元(約合6932億元人民幣),最新市值為1.28萬億美元。
人類拍攝的第一顆系外行星代號為2M1207b,位於半人馬座方向,距離地球170光年,圍繞一顆代號為2M1207的褐矮星公轉,這顆褐矮星的質量相當於25顆木星。
褐矮星有時被稱為“失敗的恆星”,它們是體積太小不能引發氫的核聚變,無法形成恆星,但又太大而不能稱為行星的天體,因此,具有恆星和行星的混合特徵。但對於這顆25倍木星質量的褐矮星,內部能夠產生氘的聚變(氫的同位素)。
系外行星2M1207b是一顆類木星的行星,質量相當於木星的4倍,軌道半徑相當於冥王星到太陽的距離。這顆行星雖然距離中央褐矮星非常遠,其表面溫度達到了1300攝氏度,能發射強烈的紅外線。值得注意的是,由於這顆系外行星的質量不足13個木星質量,因此氘聚變也無法產生,之所以能夠維持在很高的溫度,是因為本身收縮釋放重力勢能的原因。
正因為這顆行星距離中央褐矮星足夠遠,本身又發出強烈發出紅外線,因此,歐空局的甚大望遠鏡才能有機會率先拍攝到它。
普通網友對哈勃望遠鏡、韋布望遠鏡等太空望遠鏡比較熟悉,但地面上目前也有非常強大的望遠鏡,歐空局的“甚大望遠鏡”就是其中之一。
圖注:VLT的這4臺口徑8.2米的望遠鏡可單獨使用,也可以組成光學干涉儀增加有效口徑,提高解析度。
甚大望遠鏡是歐洲南方天文臺在智利阿塔卡馬沙漠建造的一組(4臺)口徑8.2米的望遠鏡,這4臺望遠鏡可單獨使用,也可以組成光學干涉儀增加有效口徑,提高解析度。
這4臺望遠鏡聯合工作的時候,能夠產生相當於口徑16米的望遠鏡的聚光本領,能夠產生相當於130米口徑望遠鏡的角解析度,相比之下,韋伯的望遠鏡口徑僅6.5米。那問題來了,韋布還不如甚大望遠鏡嗎?當然不全是!不然NASA和ESA也不會耗資100億美元打造韋布望遠鏡了。
韋布望遠鏡和甚大望遠鏡都是紅外線望遠鏡,紅外線有個特點,很容易被大氣層中的水蒸氣吸收,因此甚大望遠鏡也建在海拔很高且非常乾燥的沙漠裡,但在地面上,無論挑選什麼環境都無法完全避免大氣對紅外線的吸收以及周圍物體發出的紅外線的干擾。
最好的辦法就是把望遠鏡發射到太空,且離地球越遠越好!正是這樣的原因,韋布望遠鏡要發射到距離地球150萬公里的地方。韋布望遠鏡在紅外線觀測清晰度方面,尤其是在遠紅外線波段觀測能力方面獨步天下,沒有任何一臺地面望遠鏡能與之媲美。
韋布望遠鏡在系外行星的觀測方面有獨特的優勢,能夠透過高精度光譜儀探測系外行星上的大氣成分,這比拍攝個照片更重要。2022年4月24,天文學家公佈韋布探測到一顆系外行星上存在二氧化碳,這也是人類首次探測到系外行星大氣中確切存在二氧化碳。
開頭我們也有提到,2023年1月11日,天文學家公佈韋布首次探測到一顆類地系外行星,代號為LHS 475 b,位於八分儀座方向,距離地球40光年。這顆行星的直徑相當於地球的99%,圍繞一顆紅矮星運動,軌道週期僅2個地球日。但表面溫度非常高,並不適合生命生存。
在未來,期待韋布能夠發現更多系外行星,能夠探測到更加豐富的系外行星的大氣組分,甚至探測到外星生命存在的訊號,比如植物葉綠體反射的獨特光譜等。
地面望遠鏡有個好處是,口徑可以做得很大,還可以隨時維護,但觀測的清晰度始終會受到地球大氣層的干擾。太空望遠鏡雖然口徑無法做到太大,但太空中優異的觀測條件地面無法具備。綜合來看,地面望遠鏡和太空望遠鏡是相互補充的關係。
當然,對於射電波段的望遠鏡,由於大氣層吸收比較小,就沒大必要發射到太空了。正如我國貴州的“天眼”望遠鏡,可以做到500米的口徑,目前是世界上最大的單口徑望遠鏡。