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靠着这项技术发现59光年外一超大行星,“第二颗地球”还远吗?

 宇宙时空探索 2020-11-16

恒星很容易通过传统的望远镜找到,但是找到行星需要一些技巧和恒心。不同于恒星,在轨道上运转的行星很小,发出的光很弱,即使我们太阳系里的巨人:木星也比太阳小1000倍,发出的光要弱100亿倍,拍摄恒星周围的行星的一个巨大的难题是行星相对恒星是非常非常地暗淡,恒星明亮到几乎将非常非常暗淡的行星完全遮蔽。

而被恒星的光芒遮蔽了,行星搜寻者意识到即使不能直接看到行星,但还是能够发现行星在运行时对恒星的引力作用,一颗没有行星的恒星应该平滑地在太空中通过,而带有行星的恒星应该暴露出引力的摆动。

我们经常说行星围绕太阳或恒星运转,但这并不完全属实,行星和恒星是围绕着它们共同的质量中心即重心运转的,而这个中心不是在它们之间的中间位置,就像是跷跷板,质量较大的物体必定靠近重心,这样才能平衡整个系统。在太空中这就意味着行星围绕中心勾勒出大的轨道,而恒星的轨道要小得多得多,但还是能够被发现。

而通过恒星细小的晃动,科学家就可以找到日外行星,然而甚至这个晃动都无法被察觉,除非是通过多普勒效应,这个效应指出,朝你移动过来的物体发出的波长较短,反之则较长。

事实上多普勒效应大家是很熟悉的,只要听到过运行中的货车拉汽笛声就知道了,当火车朝你开来时,听到的声音会拉高,而当火车远离你时,听到的汽笛声的频率就会越来越低。

有点像声波,光波也会出现频率的变化,随着物体发出的光向你过来还是远离而变化,远离我们的物体发出的光看上去有点偏红,反之有点偏蓝。只要光波改变其波长,偏蓝,偏红,接着又偏蓝,那就说明恒星在左右晃动,这种晃动是极其细微的,但是这种光波的波长变化对于我们来说是可以进行测量的,然后就可以发现围绕着恒星运行的行星了。

利用这个多普勒技术,天文学家花了十多年时间坚持研究了数百颗恒星的任何一点晃动的迹象,终于在1995年发现了第一颗日外行星,而这个发现震撼了人们对行星认识的基础。

室女座70b距离地球59光年,在室女座里,由于它的质量至少比木星大7倍,这个行星被冠以在已知的宇宙中重量级行星中的冠军,它不是热的行星,这颗行星时第一颗新的日外行星种类叫做“偏心巨星”,因为它们有偏心狭长的轨道,室女座70b的远端距离宿主星6300万英里,而近端只有2700万英里。

首次发现的两颗围绕其宿主星的行星已经向人们对行星的运行认识发起了挑战,而在接下来的十年里的进一步探索显示出偏心轨道在宇宙中是很普遍的现象,而我们太阳系里的圆形轨道似乎倒是很罕见的,这让人有点尴尬,但事实上我们已经认识到了日外行星与我们太阳系里的行星非常不同,尽管如此,科学家们坚信太阳系外一定存在这与地球相似的类地行星!

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