隨著科技的不斷進步,人類觀測系外天體的數(shù)量在不斷攀升,新發(fā)現(xiàn)的系外行星也與日俱增。
與此同時,我們還要清醒地意識到一個現(xiàn)實:人類目前發(fā)現(xiàn)到的系外行星其實少得可憐。
那么,究竟是什么原因導致科學家發(fā)現(xiàn)的系外行星數(shù)量這么少呢?
其實原因很簡單,一是距離太遠,二是觀測的天體又太小,才造成了這樣的局面。
這很好理解,一個雞蛋放在我們眼前,我們能看得清清楚楚,而一個籃球放在一公里外,我也就完全看不見了。
同樣的,行星也是如此。細心的小伙伴應該已經(jīng)注意到了,每次科學家提到系外行星如何如何,其體積幾乎都比地球大,而且大部分都大得多。
為什么呢?是因為太陽系外沒有普通行星或者小行星嗎?
其實不然。恒星的形成機制大致相同,原材料也相同,沒理由不產(chǎn)生同樣的結果。事實上,宇宙中像太陽系一樣充斥著無數(shù)天體的恒星系可能要用“無數(shù)”來形容。即使是我們目前觀測到認為沒有行星的恒星,周圍可能也充滿了小天體。
只不過,由于距離太遠,觀測手段又不夠先進,因此我們還無法看到它們實際的情況。
說到觀測手段,我們就要給大家講講,科學家是如何發(fā)現(xiàn)系外行星的。
其實稍微動腦想一想就知道,觀測千百光年以外的天體,單純通過望遠鏡放大倍數(shù)來觀測,是不太現(xiàn)實的。為了尋找系外行星,科學家必須采用其他的手段。
那么,科學家都用哪些手段來尋找系外行星呢?今天咱們就來說一說。
一、凌日法。白天的時候,你走在外面,突然天空有一點變暗了。你不需要抬頭也知道,這是有云彩遮住了太陽。同樣的,當科學家觀測系外恒星時,發(fā)現(xiàn)恒星變暗,就知道可能有什么天體擋住了它。
怎么讓可能變成確定呢?這就要分析變暗的規(guī)律,是否符合行星遮擋的規(guī)律。當然,這種變暗的程度極小,需要使用先進的科學儀器才可以觀測到。目前科學家擴大了凌日法的適用范圍,甚至開始用來尋找系外衛(wèi)星。
二、天體測量學。說簡單一點,就是行星的微弱引力也會對恒星運行產(chǎn)生影響,通過精密儀器觀測恒星運行的變化來尋找它周圍的行星。
不過,這種方法其實效率極低,目前也只有一顆記錄在案的系外行星是通過這種方法找到的。據(jù)說科學家已經(jīng)改進了這個方法,有望在未來逆襲成為重要的尋找系外行星的方法。
三、狹義相對論法。利用引力對天體的光子產(chǎn)生的微弱影響,來尋找系外行星。這個方法目前發(fā)展還不很完善,也只發(fā)現(xiàn)了一顆系外行星:開普勒-76,它也被命名為“愛因斯坦的行星”。隨著這個技術的完善,未來也會有更多系外行星因此被發(fā)現(xiàn)。
四、脈沖星計時法。這是利用脈沖星的脈沖變化來尋找系外行星的方法,不過看名字就知道,它只能找到脈沖星附近的行星。不過脈沖星是死亡的恒星,所以它附近的行星,恐怕也未必有生命,也不適合人類生存。
五、直接成像法。當然,如果望遠鏡足夠強大,系外行星足夠大,也是可以利用望遠鏡直接觀測到的,這樣觀測的行星,我們也能得到更多的信息。但是畢竟難度極大,對技術要求過高,而且要求行星體積足夠大,又不能離恒星太近導致被恒星的光芒掩蓋,所以目前人類制造出的能這樣尋找系外行星的望遠鏡還極少,發(fā)現(xiàn)的案例也較少。
六、重力微透鏡法。其實也是利用了狹義相對論的原理,不過狹義相對論法利用的是星球表面的光子變化,這個方法是利用星球射出來的光線的變化來觀測。目前來說,這是唯一能用來尋找和地球差不多質(zhì)量(注意,不是體積哦)的系外行星的方法。
七、徑向速度法。這是目前科學家尋找系外行星最有效的方法了,其原理和第二條(天體測量學)很類似,但是又利用多普勒效應對恒星光譜的研究。根據(jù)目前的科技,科學家已經(jīng)可以測量出1米/秒的速度變化。
不過,這個方法也有很大的局限性。雖然發(fā)現(xiàn)的行星數(shù)量多,但是對行星的信息準確率很低,只能推測出行星的質(zhì)量下限,而且通常只有真是質(zhì)量的20%左右。而且,一般只能找到10光年以內(nèi)的行星。
隨著科技的發(fā)展,科學家還會找到更多的方法來尋找系外行星。相信總有一天,我們不僅可以找到更多系外行星,甚至可以飛過去近距離觀測它們。
只是不知道,這個夢想還要用多久才能實現(xiàn)……