剛剛教完課，還在回程路上，就被三位天文學家獲得2019年物理學諾獎的消息包圍。天體物理拿下這一獎項對於很多此前的預測來說，絕對屬於集體翻車。
三位獲得諾獎的人分別是詹姆斯·皮伯斯（James Peebles）、米歇爾·梅厄（Michel Mayor）和迪迪埃·奎洛茲（Didier Queloz）。皮伯斯獲獎的理由是物理宇宙學的理論研究，而另外兩位因發現第一個圍繞類日恆星運行的系外行星而獲獎。
圖片來源：https://www.nobelprize.org
就是他們了！2019諾貝爾物理學獎得主！
本來分別有可能獲獎的領域，現在同時獲獎，的確有些讓人意外。不過也是意外而自然。
在天文學界，皮伯斯的名字是如雷貫耳，可以說是宇宙學領域內的先驅性人物。自從1970年以來，他被廣泛認為是世界領先的理論宇宙學家。在這期間，他主要對原始核合成，暗物質，宇宙微波背景和結構形成等領域做出了理論貢獻。對於宇宙學領域，筆者了解有限，僅僅讀過他寫的書，聽過他講的報告，所以在這裡就不多述了。之前筆者曾經在很多場合聽到過眾人談論皮伯斯有望得獎的可能。俗話說，只要活得久就有可能，今年84歲的皮伯斯終於等到了。
老爺子還為我們帶來了雞湯——「獎項雖然也很重要，但要因為熱愛搞科研才行啊！」
而對於梅厄和奎洛茲，筆者平常對於這個系外行星領域比較關注，所以也是多一些了解。
右側是Michel Mayor，左側是他的學生Didier Queloz（圖片來源：ESO）
自從天文學家幫助我們認識到宇宙及其廣袤之後，一個很自然的問題就出現了。
宇宙這麼大，除了地球，還有其他地方有生命存在嗎？或者說，有沒有其它的星球適合於生命的存在？
所以尋找適宜的系外行星就是天文學家的一個目標，也是在幫助未來的人類做著未雨綢繆的事情。
尋找地外行星的工作從上世紀80年代開始發展，終於在90年代的時候，取得了突破。此次獲獎的兩位都是瑞士的天文學家，還是一對師生。他們為尋找太陽系之外的行星做出了開創性的工作，在1995年的時候，他們提出了一種叫做視向速度法的方法，在飛馬座51恆星周圍發現了一顆軌道周期為4.2天的行星，這就是我們現在熟知的飛馬座51b（命名方式就是從內自外，按照字母順序b開始）。
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這次探測，真正在意義上開啟了人類探測系外行星的時代。
其實，這裡值得一提的還有兩位科學家，一位是美國舊金山州立大學的天文學家傑佛瑞·馬西(Geoffrey Marcy)。他在梅厄和奎洛茲發布結果的6天後，也就是10月12日，就帶領團隊確認了這個行星，並在不久後又相繼發現了圍繞類太陽恆星轉動的第2和第3顆行星。梅厄和Marcy的團隊，而在此之後分別由繼續發現了百餘顆行星，這為之後深入研究系外行星提供了很多的可靠的統計信息。他們也引領了系外行星探測的「潮流」，所使用的視向速度法也成為當時的主流探測方法之一。現在尋找系外行星最重要的方法是凌星法，之後通常用視向速度法再驗證。到目前為止，在克卜勒衛星的幫助之下，科學家們已經確認了將近4000顆系外行星，而還有四千多顆等待確認，讓我們意識到很多的希望系外行星系統和我們的太陽系差別很大，更多的行星比我們地球要大一些，超級地球就是在那樣的情形之下提出來的。
梅厄和Marcy還在2005年的時候共同分享了素有東方諾貝爾之稱的邵逸夫獎。說到這裡，或許大家會有點疑惑，為什麼這次Marcy沒有獲得諾貝爾獎的青睞呢？除了工作成果的重要性，還不得不提到，在幾年前的時候，Marcy因為騷擾女學生而被學校開除，很自然地，已經與諾獎無緣了。
說回來今年的諾獎，雖然很多人對天體物理的獲獎表示意外，但對於系外行星的獲獎，其實很是自然的。筆者在2015年接受採訪的時候，就曾看好它當年會得獎，不過時隔4年，這個領域喜獲諾獎，也算是不算長。
說到第一顆系外行星，還需要說明的一點是，通常我們會說人類發現的第一顆系外行星是1995年找到的飛馬座51b。但其實，如果不看中心天體的類型的話，第一顆系外行星應該是在中子星周圍周圍發現的。
那是1992年，波蘭天文學家、美國賓夕法尼亞州立大學教授亞歷山大·沃爾茲森(Aleksander Wolszczan)和當時正在美國國立射電天文臺做博士後的戴爾·費雷歐(Dale Frail)宣布發現了圍繞毫秒脈衝星PSR 1257+12旋轉的兩顆行星。
圍繞中子星旋轉的行星想像圖（圖片來源：https://www.illustration-scientifique.com）
這一系統到1994年時被沃爾茲森確認。然而，一方面，在中子星周圍發現的系外行星的數目非常有限，另一方面，中子星周圍環境極其特殊和極端，和地球的環境相差太大，對於我們了解地外生命並沒有太大的幫助。不僅如此，當時探測所使用的方法「脈衝計時法」，也存在很大的局限性。
因此，人們往往會把「人類發現的第一顆系外行星」這一桂冠戴到飛馬座51b的頭上。但準確地說，飛馬座51b是人類發現的第一顆圍繞類太陽恆星運行的系外行星。
總而言之，此次獲獎，皮伯斯作為一個理論天文物理學家，幫助我們更加深入地了解了宇宙的演化歷程，而梅厄和奎洛茲作為天文學家，通過觀測的方式幫助我們打開了一個更廣闊的系外行星的世界，讓我們在太陽系之外看到我們的地球的影子。
感謝他們，推進了人類所能認知的疆域，讓我們看到更廣闊的的宇宙！
出品 | 科普中國
製作 |苟利軍（中國科學院國家天文臺）
監製 | 中國科學院計算機網絡信息中心
編輯：Be