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环球科学|在家点点鼠标，你就能发现太阳系外的新行星

在家点点鼠标

凝视星空时 ， 你或许也曾有过寻找太阳系外行星的梦想 。 现在 ， 一些“公民科学家”项目提供了绝妙的机会：不需要专业知识 ， 只要打开网站 ， 动动手指 ， 你就有可能帮助科学家找到新行星 。
撰文 | 张琪
审校 | 王昱
首先 ， 让我们来“做道题” 。 请看下面这张图 ， 观察被框起来的部分有什么特征 。
接下来 ， 请在下图中找出有类似特征的区域 。
找到了吗？如果你能轻松给出答案 ， 那么恭喜你 ， 可以参与寻找新行星的工作了！
这道“题目”的图片来源于一个名为“行星猎人TESS（Planet Hunter TESS）”的“公民科学家”项目 。 正如名字所说 ， 这个项目关注的是太阳系外的行星（简称系外行星） ， 使用的数据则来自于美国凌星系外行星巡天卫星（TESS） 。
搜索系外行星时 ， 一项主要手段就是凌星法 。 就像地球和太阳的亮度差别 ， 恒星的光芒完全盖过了系外行星 ， 因此即使用现在最先进的望远镜 ， 我们依然很难直接看到系外行星 。 但我们可以通过主星光线的变化来推测行星是否存在 ， 这就是凌星法 。
当一颗行星掠过恒星前面时 ， 会遮挡部分恒星发出的光线 ， 这时在地球观测者眼中 ， 恒星就会变暗了 。 因此我们可以借助恒星光线变化的幅度和频率 ， 来推测系外行星是否存在和其基本特征 。 比如 ， 如果假设恒星亮度不变 ， 那么更大的行星就会阻挡更多的光线 。 以太阳系为例 ， 木星是太阳系内最大的行星 ， 它经过太阳表面时 ， 凌日深度（反应太阳光线变暗的程度）约为1% ， 而对小得多的地球来说 ， 凌日深度只有0.01% 。
正是使用这个方法 ， 2009年发射升空的开普勒望远镜曾帮助我们找到了2662颗系外行星 ， 而在其退役后 ， TESS接下重担 ， 用其更广阔的视野寻找系外行星 。 自2018年4月18日发射升空后 ， TESS在2年间一刻不停地监视着约20万颗明亮恒星发出的光线 ， 每2分钟测量并记录一次它们的亮度 。 这当然为我们提供了寻找和观测系外行星的绝佳机会 ， 但同时也带来了巨大的数据量和计算量 。
这些数据当然不可能由研究团队手动处理 ， 事实上 ， 科学家已经开发出了比较有效的算法 ， 来从海量数据中识别出可能的凌日事件 ， 帮助研究者锁定“行星候选体” 。 然而研究者始终担忧的是 ， 算法真的能够识别出所有的凌日事件吗？会不会有宝贵的“行星候选体”被遗漏呢？这让研究团队开始思考借助公众力量寻找系外行星的可能性 。
“众筹”超级计算机
【环球科学|在家点点鼠标，你就能发现太阳系外的新行星】事实上 ， 借助公众力量解决科学问题的“公民科学家”项目并不少见 ， 甚至在上个世纪末就出现了 。 上世纪70年代 ， 加州大学伯克利分校的科学家丹·沃西默（Dan Werthimer）和同事启动了 “搜寻附近地外智慧生命群落的无线电波计划”（Search for Extraterrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations ，SERENDIP）项目 ， 试图从无数噪音中寻找可能存在的微弱无线电信号 。 但是受到计算能力的限制 ， 即便使用超级计算机 ， 也难以在目标波段内进行有效探测 。

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