我們該用什麼方法才能在其他恆星周圍發現行星?

截至2016年2月,已經有近2000顆系外行星被發現並確認,你可以在NASA官網中查詢到最新的資料。這個數字還在不斷變化,部分原因是我們目前的探索方法在不斷改進。

我們該用什麼方法才能在其他恆星周圍發現行星?

下面是一些探測太陽系外行星的方法:

1)直接成像:這似乎是最明顯的選擇——看到行星本身。不幸的是,這是非常困難的,因為行星被來自其母星的光芒淹沒了。試圖從一顆太陽系外恆星發出的光中分辨出行星的光,就像試圖在霧天的夜晚用紐約市的望遠鏡辨認出一隻螢火蟲在舊金山一盞探照燈旁盤旋發出的光一樣。儘管這種方法沒有像其他方法那樣探測到那麼多行星,但由於我們技術的進步,它的潛力在過去幾年裡急劇增加。

我們該用什麼方法才能在其他恆星周圍發現行星?

圖片說明:2013年1月2日:天文學家估計銀河系可能包含多達4000億顆系外行星,這幾乎是每一顆恆星都有一顆行星。

2) 天體測量:研究恆星在天空中的精確位置稱為天體測量。我們總是認為一顆行星是繞著一顆恆星執行的,但實際上,行星和恆星都是繞著一個共同的質心在執行。恆星總是比行星大得多,所以質心離恆星更近,因此恆星的軌道非常小,而行星的軌道則明顯得多。儘管行星引力導致的恆星位置變化非常小,但透過對恆星實時位置的仔細研究,是可以發現這種微小變化的。由於這種測量方式過於困難,以至於使用這種方法至今還未能探測到系外行星。

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圖解:畫家筆下的系外行星OGLE-2005-BLG-390Lb。

3) 多普勒頻移(也稱為徑向速度法):這種方法依賴於行星和恆星都圍繞一個共同的質心執行。如果軌道是側向執行的,恆星就會在它的小軌道上先向我們靠近,再遠離我們。當一個物體向我們移動時,我們檢測到的光是藍移的(我們看到的光波長比正常情況下短),當一個物體遠離我們時,我們檢測到的光是紅移的(我們看到的光波長比正常情況下長)。光的多普勒頻移和聲音的多普勒頻移非常相似,如果你曾經在救護車經過的時候站在路邊,你可能已經遇到過這種情況。救護車的警報聲在接近和遠離我們時並不相同,因為聲波先被壓縮,後被拉長了。由於多普勒頻移,恆星光譜(恆星的亮度與波長的關係圖)的這些變化可以被檢測到。已發現的很大一部分的太陽系外行星就是透過這種方法探測到的。

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圖解:畫家筆下的HD 188753 Ab的虛構衛星上的三重日落。

4) 脈衝星計時:1991年,在脈衝星周圍發現了第一顆太陽系外行星。脈衝星是一種非常古老的恆星,它發出的光束可以掃過我們的視野(有點像燈塔發出的光)。這些脈衝可以非常精確地計時(脈衝星可以製做非常精確的時鐘),但是如果一顆行星正在繞脈衝星執行,脈衝計時就會改變。由於脈衝星周圍的環境對生命來說非常不利,天文學家對於使用脈衝星計時技術來尋找太陽系外行星的方法並不積極。他們更感興趣的是尋找可能孕育生命的行星以及更像我們地球的行星。

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圖解:畫家筆下的脈衝星行星PSR B1620-26c。

5) 凌星法:如果行星從它的母星和觀測者之間穿過(這意味著在軌道邊緣),因為行星的遮擋,可以觀察到從母星發出的光會稍微傾斜。目前大多數太陽系外行星都是使用開普勒太空望遠鏡透過這種方法發現的。

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圖解:利用凌日法偵測系外行星,下方的線圖代表不同時間地球所接收到的光量。

6) 引力微透鏡:這種方法使用了愛因斯坦廣義相對論中的複雜數學。該技術的理論基礎是質量大的物體會彎曲它們周圍的空間,所以當光經過這個空間時,光可以被放大。天文學家使用這種方法觀察可能帶有行星的恆星,當它從一顆遙遠的背景恆星前面經過時,背景恆星發出的光會被前景恆星的行星以一種非常特殊的方式放大(如果該行星存在的話)。如果我沒有很好地解釋這個方法,別擔心!引力微透鏡是一個非常有爭議的問題,因為它無法得到證實。前景恆星和背景恆星之間的特殊排列不會發生第二次,所以天文學家無法證明他們所看到的特殊放大是真實的,又或者特殊放大現象僅僅是普通舊式測量的誤差造成的。

為了更好地理解我剛才所說的,到目前為止大多數行星都是用多普勒和凌星法發現的。然而,尋找更多系外類地行星最有希望的兩種技術是直接成像和凌星法(只要我們能充分改進我們的技術,就能夠實現!)

1。WJ百科全書

2。天文學名詞

3。 curious。astro。cornell-Sabrina Stierwalt

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