什么是系外行星?

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什么是系外行星?

系外行星是围绕太阳系外恒星运行的行星。我们太阳系中的行星围绕太阳运行。根据美国宇航局的统计估计,我们银河系中的每颗恒星都应该至少有一颗行星围绕它运行。

这意味着银河系包含大约一万亿颗系外行星。美国宇航局的科学家和其他天文学家正在寻找地球大小的系外行星,它们围绕着与我们的太阳相似的恒星运行。银河系中的许多系外行星可能适合生命存在。





宜居带

宜居带系外行星

宜居带或“甜蜜点”中的行星在轨道上与它们的恒星有非常特定的距离。宜居带是行星和恒星之间允许生命存在的距离范围。宜居带中的系外行星具有适合水以液体形式存在并形成海洋的气候。确定特定系外行星宜居带的计算是基于系外行星与其恒星的距离。其他因素,如系外行星的大气和温室效应,也被考虑在内。



寻找系外行星

系外行星系外行星望远镜 adventtr /盖蒂图片社

用望远镜很难探测到系外行星。来自恒星的眩光遮蔽了轨道行星的视野。天文学家通过观察对系外行星的影响来间接寻找系外行星。一种常见的间接检测方法是多普勒光谱。这种方法也称为径向速度法或摆动法。带有绕行行星的恒星没有完美的轨道,因为行星会拉动恒星。恒星的轨道偏离中心,使恒星看起来像是在摇晃。

摆动法

摆动法系外行星 Sjo /盖蒂图片社

1995 年发现了用摆动方法发现的首批系外行星之一。它是一颗大而热的行星,大小约为木星的一半,轨道运行速度非常快,为 4 天。系外行星的快速轨道和巨大的尺寸相结合,对恒星施加了足够的力,使恒星的摆动外观非常明显。摆动法测量恒星径向速度的变化,以估计绕轨道运行的行星的大小。

一半

系外行星的一半 詹姆斯贝内特/盖蒂图片社

1995 年发现的系外行星被称为 51 Pegasi b,但现在被称为 Dimidium。它位于飞马座,距离地球 50 光年。 Diimidium 的发现对天文学家来说是一个突破,因为它是第一颗发现的系外行星,它围绕一颗类似于我们的太阳的 51 Pegasi 恒星运行。 Diimidium是被标记为“热木星”的一类行星的原型。



开普勒太空望远镜

开普勒系外行星空间 波托尼亚/盖蒂图片社

美国宇航局于 2009 年发射了开普勒太空望远镜,作为一个太空天文台,用于寻找太阳系外的系外行星。主要重点是寻找与地球相似的系外行星。开普勒太空望远镜运行了 9 年,发现了 2,682 颗已确认的系外行星。科学家们仍在努力确认开普勒发现的另外 2,900 颗可能的行星。

过境方式

titoOnz /盖蒂图片社

开普勒用凌日法探测到了系外行星。当一颗绕轨道运行的行星从恒星和地球之间经过时,恒星看起来会“变暗”。行星在恒星和地球之间的每一次通道都称为过境。凌日法通过测量变暗效果来探测系外行星。当有规律的时间间隔变暗时,怀疑有一颗绕轨道运行的行星。

斯皮策太空望远镜

太空望远镜系外行星 dottedhippo /盖蒂图片社

NASA 的斯皮策望远镜是 2003 年发射的红外太空望远镜。斯皮策望远镜的观测使行星科学向前迈进了一大步。斯皮策可以探测太阳系外行星上的光。它是第一个能够直接观测系外行星而不是间接摆动或凌日方法的仪器。直接观察让科学家可以研究和比较系外行星。红外天文台还帮助科学家确定遥远系外行星上的温度、风和大气成分。



直接成像

成像系外行星 奥尔卡/盖蒂图片社

大多数系外行星都是通过间接成像发现的,但相对较新的直接成像方法在许多方面都更胜一筹。使用直接成像方法很少出现误报,而传输方法的误报率约为 40%。用径向速度或摆动方法检测到的系外行星需要天文学家进行广泛的跟踪,以确认行星的存在。直接成像还提供科学家用来估计各种行星状况的信息。

WASP-12b 的溶解

WASP系外行星的解体 大卫哈伊纳尔/盖蒂图片社

系外行星 WASP-12b 是由 SuperWASP 行星凌日调查于 2008 年发现的。这是一个重要的发现,因为 WASP-12b 正在被它的主星吞噬。天文学家观察这个过程,以了解有关行星形成和溶解的更多信息。一颗行星被其主星摧毁实际上是一个非常缓慢的过程。天文学家估计,WASP-12b 完全分解还需要大约 1000 万年的时间。

Gliese 436 b 是狮子座中的一颗巨大的系外行星。它还为天文学家和其他科学家提供新知识。 Gliese 43 b 几乎和海王星一样大,并且覆盖着燃烧的冰。 Gliese 43 b 上超过 570°F 的极端压力和温度创造了一个独特的环境,使水在应该蒸发时保持固态。

宜居系外行星

系外行星 宜居系外行星

目前有 16 颗已知的系外行星,极有可能维持生命。另外 33 颗系外行星可能具备生命存在的必要条件,但科学家们仍在评估它们。系外行星 HD 85512 b、Kepler-69c 和 Tau Ceti f 曾一度被认为是宜居的,但更新的宜居带模型和新的观测表明它们无法维持生命。 HD 85512 b 和 Tau Ceti f 实际上在它们各自的宜居带之外,而 Kepler-69c 的大气和景观类似于金星。