系外行星,或太阳外行星,是绕着我们太阳以外的恒星运行的行星

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系外行星

1、你有没有看过天空,想知道生命是否存在于宇宙的其他地方?

天文学中最令人振奋的发展之一,也可能让我们有朝一日能够肯定地回答这个问题,那就是不断发现的系外行星:环绕太阳以外恒星运行的行星。到目前为止,地球是我们唯一知道生命存在的地方,但我们正在寻找一颗能够围绕另一颗恒星承载生命的系外行星。

为了做到这一点,科学家们认为,系外行星必须在一个称为“宜居带”的区域(通常被称为“金黄带”)绕其主恒星轨道运行,这一区域的定义是,在地质时期,液态水在其表面存在的距离正好与它的宿主恒星相距。此外,由于一颗系外行星的大气层将因生命的存在而改变--只有生物才能改变它--科学家们认为,一个潜在的承载生命的系外行星必须有一种与地球大气历史的某个阶段相匹配的大气化学物质。

2、寻找外行星

系外行星是宇宙中最难找到的天体之一。与它们的宿主恒星相比,它们是很小的,而且它们是黑暗的,没有发出它们自己的任何可见光。寻找遥远恒星周围的系外行星有点像试图拍摄灯塔旁边的蚊子。

天文学家们从来没有错过过一个好的挑战,他们发现了几种聪明的技术来找到那些蚊子。它们中的大多数都是通过观察行星如何影响恒星发出的光来寻找行星的线索。尽管天文学家已经使用了至少六种技术,但绝大多数已确认的系外行星都是通过两种不同的方法中的一种找到的,这种方法可以探测一颗轨道行星如何影响其他恒星的光。

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技术方法

1、通过这些测量,我们可以了解行星轨道的长度,并大致了解它的质量

这一术语的技术术语是径向速度法。第一批围绕正常恒星运行的系外行星是通过寻找恒星运动中的微小摆动而发现的。牛顿的引力定律告诉我们,对于恒星和轨道行星之间的每一次引力作用,在恒星上都有一个相等的相反的反应。因此,当一颗恒星的引力拖曳着一颗行星,把它拉进围绕恒星的轨道时,行星的引力也会拖曳着这颗恒星,使它在行星绕着它转的时候来回摆动。

天文学家通过检查恒星的光谱和寻找光谱特征的细微变化来寻找这些微小的恒星摆动。这些变化表明恒星的运动发生了变化,揭示了轨道行星的存在。通过这些测量,我们可以了解行星轨道的长度,并大致了解它的质量。

2、凌日法揭示了行星的物理大小和轨道的长度,但它并没有揭示地球的质量

凌日法揭示了行星的物理大小和轨道的长度。然而,它并没有揭示地球的质量。科学家们现在认为我们星系中的大多数恒星都有行星围绕着它们运行,但是这些星系的方向是随机的。如果你想象一颗恒星在餐盘的中心,而一颗行星在盘子的边缘绕着一个圆运行,我们看到一些系统面对着,就像从上面看着盘子,而另一些则看着边缘,对我们来说,就像举起你的盘子,看着边缘。大多数系统是介于两者之间的,这就像将你的盘子放在正面和边缘之间。与地球相比,行星系统的方向被称为倾斜度,这会对我们是否看到行星产生很大的影响。

外面的行星系统中有一小部分是定向的,这意味着当行星绕着它的恒星运行时,它会在恒星和我们之间通过,从而阻挡恒星发出的一些光。对于这些系统,每次行星在它们的恒星前面经过时--天文学家称之为凌日--望远镜都能探测到我们从恒星中看到的微小的光滴。

通过长期仔细观察恒星的亮度,天文学家可以创建一个叫做光曲线。当一颗在轨行星在其轨道上通过恒星时,它会产生一个很小的倾角。这种倾斜每次发生在行星绕其恒星运行时,因此看起来就像光曲线中的重复模式。这个倾角的大小告诉我们行星的大小(与恒星的大小成比例)。由于行星与它们的恒星相比一般都很小,这种下降通常只有十分之一。木星大小的行星是最容易被探测到的,因为它们的大小很大,但地球大小的行星却很难看到。

3、大多数已知的凌日系外行星都是由美国宇航局开普勒任务发现的

大多数已知的凌日系外行星都是由美国宇航局开普勒任务发现的。开普勒数年来一直盯着一片天空,观察着大约10万颗恒星的亮度。与凌日相比,行星发光引起的光线曲线的微小变化是很小的,但在罕见的情况下,在红外光中也能看到。

一旦行星候选物被通过凌日法探测到,像美国宇航局的斯皮策太空望远镜和凯克天文台这样的红外望远镜就会采取行动,在更长的波长上进行进一步的观测以确认探测结果。通过共同努力,这些望远镜和它们不同波长的光到目前为止已经能够确认100多个行星。天文学家认为这只是冰山的一角,现在认为我们星系中的大多数恒星都可以容纳行星,这意味着有数十亿颗恒星就在那里等待着。