[解密] 什么是系外行星?如何探测它们的存在?


  太阳系外行星(简称系外行星;英语:extrasolar planet或exoplanet)泛指在太阳系以外的行星。自1990年代首次证实系外行星存在,截至2011年5月6日,人类已发现了548个系外行星。


  历史上天文学家一般相信在太阳系以外存在着其它行星,然而它们的普遍程度和性质则是一个谜。直至1990年代人类才首次确认系外行星的存在,而自2002年起每年都有超过20个新发现的系外行星。现时估计不少于10%类似太阳的恒星都有其行星。随着系外行星的发现便令人引伸到它们当中是否存在外星生命的问题。


  视向速度法


  和天体测量法相似,视向速度法同样利用了恒星在行星重力作用下在一条微小圆形轨道上移动这个事实,但是目标是测量恒星向著地球或离开地球的运动速度。根据多普勒效应,恒星的视向速度可以从恒星光谱线的移动推导出来。


  凌日法


  运用以上的方法可以估计系外行星的质量,而凌日法则可估计行星直径。当行星行经其母星和地球之间(即凌),则从地球可视的母星光度便会轻微下降。光度下降的程度和母星及行星的大小相关,例如在HD 209458光度便会下降1.7%。


  重力微透镜法


  重力微透镜是重力透镜现象的一种,是星体引力场导致远处另一星体的光线路径改变而造成类似透镜的放大效应,这现象只会当两个星体和地球几乎成一直线才会出现。因为地球和星体的相对位置不断改变,这种透镜事件只会维持数天至数周。在过去十年,已观测到超过一千次重力微透镜现象。


  探测系外行星的利器——“开普勒望远镜”(使用凌日法)


  开普勒太空望远镜(Kepler Mission)是美国国家航空航天局设计来发现环绕着其他恒星之类地行星的太空望远镜。使用NASA发展的太空光度计,预计将花3.5年的时间,在绕行太阳的轨道上,观测10万颗恒星的光度,检测是否有行星凌星的现象(以凌日的方法检测行星)。为了尊崇德国天文学家约翰内斯·开普勒,这个任务被称为开普勒太空望远镜。开普勒是NASA低成本的发现计划聚焦在科学上的任务。NASA的艾美斯研究中心是这个任务的主管机关,提供主要的研究人员并负责地面系统的开发、任务的执行和科学资料的分析。


  在经过数个月的努力后,美国航天局2013年8月15日宣布放弃修复“开普勒”太空望远镜。“开普勒”由此结束搜寻太阳系外类地行星的主要任务,但它仍可能被用于其他科研工作。


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