什麼是系外行星，怎樣探尋及其發展前景

2020-04-25 天文在線

太陽系外行星（系外行星）是指太陽系以外環繞其他恆星運轉的行星。 1995年10月6日科學家們在與一顆類日恆星的周圍發現了第一顆系外行星。自此以後，天文學家就以驚人的速度發現了大量的系外行星。目前已知的系外行星清單中就包含超過500個新的天體！

什麼是系外行星，怎樣探尋及其發展前景

環繞脈衝星的行星

1991年第一顆發現的系外行星環繞著一顆脈衝星運行。一顆行星竟然在脈衝星周圍，這是最讓天文學家感到驚訝地方。因為在產生脈衝中子星的超新星爆炸中，原恆星周圍的所有行星都應該會被摧毀。 從那時起，這顆行星存在的原因眾所紛紜。無論如何，中子星的輻射將使這個恆星系統對我們所知的生命充滿敵意。目前，脈衝星附近我們只能檢測到地球大小的行星。

熱木星

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來源：NASA Ames/JPL-Caltech

克卜勒62f。藝術家根據想像描繪了克卜勒62f，它是一顆比地球更大的行星，位於天琴座，距離地球約1200光年。處在比太陽更小、溫度也更低的恆星的宜居帶內。許多已知的系外行星都是所謂的「熱木星」，因為它們的大小非常接近木星，且與中心恆星的距離很近。而用來探尋系外行星方法的對靠近中心恆星且較重的行星尤其敏感，所以目前已經發現很多的「熱木星」。但對大多數系外行星而言，因其與恆星相比非常小尚無法直接成像，天文學家則是通過它們因萬有引力圍繞在恆星周圍，使整個系統重心稍稍擺動，而「看」到它們。由於引力同時取決於物體的體積和距離，因此靠近恆星的大型行星受到引力的影響最大，也最容易被發現。

系外行星的大氣層

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來源: ESO/L. Calçada

Beta Pictoris b。這張藝術家的想像圖描繪了這顆行星在繪架座β（Beta Pictoris）環面內的模樣。繪架座β（Beta Pictoris）僅有1200年的歷史，或者說不到太陽年齡的三千分之一，體積比我們的母星大75％。它位於距繪架座約60光年的地方，是恆星被塵埃碎片盤包圍的最著名的例子之一。2001年11月，科學家宣布首次在一顆系外行星的大氣中發現化學物質。

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這是通過觀察行星從恆星前經過的系統獲得的發現。當恆星的光線穿過行星的大氣層時，部分光線將發生微小的變化，且能被極為精細的觀測探尋。被探測到的元素是鈉，從此前的觀測中可知，這顆行星的體積約是為木星的70％，並且距離它環繞的恆星非常近，所以大氣層被加熱到1100攝氏度（2000華氏度）！目前我們已經在超過24顆系外行星的大氣中發現了化學物質。

什麼是系外行星，怎樣探尋及其發展前景

探測類地行星的前景

美國國家航空航天局克卜勒任務（NASA's Kepler）於2009年啟動，旨在通過前文所述的穿過恆星的觀測，探尋環繞其他恆星的類地行星。 克卜勒研究小組已經發現了超過2300個候選的類地行星，其中包括在一顆類日恆星宜居帶內的一顆地球大小的行星。 光學幹涉量度法的最新進展（例如夏威夷的凱克Keck望遠鏡）可能也會有所幫助。

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相關知識

太陽系外行星亦稱系外行星，即位於太陽系之外，不繞行太陽公轉的行星。截至2020年2月3日，已經被確認的系外行星總共有4173顆，當中74.%是透過凌日現象發現的；這些行星分屬3096個行星系，其中有678個多行星系。克卜勒任務已經檢測到18,000顆行星候選者，包括262顆位於潛在適居帶的候選者。

作者: astro

FY: 尤悅

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