系外行星:從科學猜想到大發現

2020-11-25 科學網

        我們知道,太陽系有八大行星,那麼其它恆星也應該有自己的行星系統。但這一設想直到二十多年前仍缺少實際觀測證據的支持,依然停留在科學猜想階段。行星本身不發光,它表面的反射光相對恆星而言是極為微弱的,因此行星常常被掩蓋在母恆星的光輝內,要從距離地球達數百光年以遠的恆星系統中發現行星是很困難的。早在1855年就有天文學家宣稱發現了系外行星,但直到1992年,人類才首次確認有質量與地球相近的天體環繞著脈衝星PSR B1257+12(質量為木星10.98倍的HD 114762 b於1989年被首次發現,是最早被確認的系外行星)。由於並非所有恆星都有行星,因此系外行星的發現給了我們很大的驚喜。銀河系裡面有上千億顆恆星,如果1%的恆星擁有自己的行星,則太陽系外的行星將達數十億顆。

 

        系外行星觀測在最近幾年取得了重要進展,截至今天(2015年7月24日),已確認的系外行星達1935顆,屬於1225個行星系統,其中484顆系外行星位於多行星系統內(數據來源:http://exoplanet.eu/catalog/)。系外行星的觀測方法也有新的突破,其中用凌日時間變分法發現3顆,脈衝星計時法發現18顆,直接成像法發現51顆,微引力透鏡發現34顆,徑向速度或天體測量法發現591顆,凌日法發現 1,179顆。克卜勒望遠鏡自2009年發射以來在太空開展的天文觀測,大大提高了系外行星搜索的效率,目前已經探測到18,000顆可能的系外行星,其中262顆與恆星的距離不遠不近,位於溫度適宜的宜居帶。

 

        系外行星的探索具有重要意義。我們知道,太陽系是從一團瀰漫著氣體和塵埃等星際介質的太陽星雲逐漸凝聚、演化而來的。目前,太陽系已經演化到了行星形成的晚期,但我們對行星形成的早期歷史並不清晰。通過系外行星搜尋,發現那些處於不同形成階段、不同類型的行星,有助於理解行星是怎麼形成的,未來將向什麼方向演化。我們的地球也是一顆行星,具有行星所共有的一些特徵,系外行星的探索,有助於研究行星的形成和演化過程,更有助於預測地球的未來,這關於人類未來的命運。

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    外星生命的存在應該是大概率事件,只不過,在我們沒有真正發現外星生命之前,有關地外生命的各種問題只是是猜想。科學家為了將這個猜想變成現實,開始了大量的觀測研究,期望能夠發現第二顆生命星球。由於我們對地外生命的了解基本是一無所知,所以,我們在探索尋找地外生命的時候,基本都是以地球為藍本,為參照物來進行尋找。
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