NASA 的 Pandora 是一枚專門研究系外行星大氣層的小型衛星,但佢要解決嘅重點,唔只係「行星有冇水」:恆星自身嘅變化,可能會令科學家誤判行星大氣嘅訊號。
Pandora 於 2026 年 1 月 11 日進入低地球軌道,並喺 8 月 25 日開始主要科學觀測。為期一年的任務,將研究至少 20 個已知系外行星,反覆觀察每個行星及其宿主星喺「凌日」期間嘅光線變化。凌日即係行星由地球觀測方向上,經過宿主星前方嘅一刻。
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Pandora 究竟要量度乜嘢?
當系外行星經過恆星前方,部分星光會穿過行星大氣層。唔同波長嘅光會被唔同氣體吸收,科學家分析呢啲細微變化,就可以製作「透射光譜」,從而推測大氣層嘅成分,例如水、雲層及霧霾。
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問題係,恆星並唔係一盞完全穩定嘅燈。表面較暗、較冷嘅區域叫黑子;較光亮嘅區域則稱為 faculae。呢啲活動會改變恆星表面睇落嘅亮度同光譜,可能模仿、遮蓋,甚至扭曲原本屬於行星大氣嘅訊號。
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Pandora 嘅設計,就係同一時間觀察行星同宿主星。探測器會收集可見光及近紅外線光譜,建立一段長時間、同步而且涵蓋多種顏色嘅觀測紀錄。科學家可以利用恆星數據估算宿主星嘅活動程度,再喺解讀行星透射光譜時,修正由恆星造成嘅「污染」。
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一年任務會點樣進行?
Pandora 預計最少觀察 20 個系外行星,每個目標約會重訪 10 次;每次觀測約維持 24 小時,並以一次行星凌日為中心。
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重複觀測嘅好處,係唔使只靠單一時間點作判斷。如果恆星嘅可見光及紅外線表現不斷變化,但某個大氣特徵仍然穩定出現,科學家就較有把握確認訊號係由行星產生。相反,如果訊號隨恆星活動一同改變,就可能反映恆星而唔係行星大氣。
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Pandora 配備一部全鋁製望遠鏡,口徑約 45 厘米,即約 17 吋,由 Lawrence Livermore National Laboratory 同 Corning Incorporated 共同開發。
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任務亦使用 NASA Goddard 提供嘅近紅外線感測器。根據任務文件,呢個感測器原本係為詹姆斯・韋伯太空望遠鏡(Webb)其中一部儀器製作嘅備用件,令 Pandora 可以取得額外紅外線資料,長時間觀察整個行星—恆星系統。
點解「水」係重要目標?
Pandora 會搜尋包括霧霾、雲層同水在內嘅大氣特徵。
1 水對了解一個行星嘅成分、氣候及環境條件尤其重要,亦係評估行星是否具備與宜居性相關條件時嘅關鍵線索。NASA 表示,Pandora 所取得嘅數據,將為解讀 Webb 對系外行星嘅觀測,以及未來搜尋可能宜居世界嘅任務,提供基礎。
不過,單純發現水,並唔代表一個行星一定適合居住,更唔等於證明有生命存在。水嘅意義,要配合行星整體大氣層及環境一齊分析。Pandora 最重要嘅作用,係令提供呢個背景嘅測量更加可靠。
NASA 點解重視 Pandora?
Pandora 係 NASA「Astrophysics Pioneers」計劃首枚發射升空嘅衛星。呢個計劃支援規模較細、但針對性強嘅天體物理任務,讓研究團隊可以用相對細型嘅太空船,處理旗艦級太空望遠鏡未必專門針對嘅問題。
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任務另一個特色,係將恆星活動由「背景噪音」變成觀測對象本身。Pandora 會同步以可見光及近紅外線觀察行星同宿主星,建立第一套計劃性嘅同步、多波段、長時間基線數據,用嚟處理恆星污染對系外行星透射光譜造成嘅影響。
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現有資料支持將 Pandora 描述為首個提供呢類同步、多波段、長時間觀測數據嘅任務,但不足以支持「史上第一部專門為所有詳細多色觀測而設、用來研究穿過系外行星大氣星光嘅太空望遠鏡」呢個更廣泛講法。
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邊啲機構負責?
NASA Goddard Space Flight Center 負責 Pandora 嘅科學任務,由 Elisa Quintana 擔任首席研究員。Lawrence Livermore National Laboratory 共同領導項目,並負責項目管理及工程工作。
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University of Arizona 負責任務操作,亦參與科學研究。 Lawrence Livermore 亦同 Corning 合作開發 CODA 望遠鏡,而 NASA Goddard 就提供近紅外線感測器。
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Pandora 點樣幫到 Webb?
詹姆斯・韋伯太空望遠鏡可以高靈敏度量度系外行星大氣,但要正確解讀結果,仍然要先分清楚行星訊號同宿主星變化。Pandora 反覆收集可見光及近紅外線資料,目標正係量化恆星污染,為解讀 Webb 光譜提供更可靠嘅依據。
簡單講,Pandora 唔只係一個搜尋系外行星嘅任務,亦係一項校準工作。佢嘅結果可以協助研究人員判斷一個疑似大氣特徵係真正穩定、由恆星活動引起,定係目前仍然未能確定。呢啲經驗將有助未來太空觀測站嘅設計,以及揀選搜尋可能宜居行星嘅觀測目標。
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