我們太陽系外的系外行星幾乎是看不見的。 那麼,天文學家是如何找到它們的呢?
這幅藝術家的概念圖顯示了一顆名為 HD 219134b 的巖石行星的輪廓,該行星正在凌它的恆星(來源:NASA/JPL-Caltech)
根據定義,系外行星存在於我們的太陽系之外,繞著其他恆星運行。 這意味著他們離我們很遠。望遠鏡,即使是像哈勃這樣的頂尖望遠鏡,也無法拍攝到太陽系以外的行星的圖像。 甚至在我們的太陽系裡,從地球的軌道看去,海王星也是一個模糊的藍色球體。
所以我們太陽系外的行星幾乎是看不見的。然而,行星可以並且確實以可測量的方式影響著它們的恆星,天文學家就是這樣發現它們的。
兩個最廣泛使用的方法是凌星法-或都卜勒頻移法。
當一顆行星圍繞其恆星旋轉時,這顆行星有時會穿過它和地球之間。 這種穿越被稱為凌星,當它發生時,行星會阻擋一部分恆星的光線。 它可能遠低於百分之一的光線,但這足以讓特殊望遠鏡測量到。如果這顆恆星以規則的周期性閃爍,那麼天文學家就會知道有一顆行星在繞著它旋轉——同時也知道這顆行星的大小以及它的軌道有多大。
在都卜勒頻移法中,天文學家依靠的事實是,就像恆星拖拽它們的行星以保持它們在軌道上一樣,行星也拖拽它們的恆星。因此,當一顆行星繞著恆星旋轉時,它的恆星會輕微地前後擺動。這種擺動通常很小,在圖像中看不到,但是它確實表現為恆星光譜或顏色的擺動。於是,天文學通過尋找這種擺動的規律,這種規律告訴他們一個行星有多大以及它離軌道有多遠。