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當我們仰望星空的時候,總是要問這樣一個問題:yuzhouzhongyoumeiyouwaixingren?renleiconglaimeiyoutingzhiguoduizhegewentidetantao,danchulesizhensihuandefeidiedejiluhedianyingdaoyandepingkongxiangxiangzhiwai,womenjihuyiwusuohuo。
生(sheng)命(ming)一(yi)定(ding)會(hui)在(zai)一(yi)顆(ke)行(xing)星(xing)上(shang)生(sheng)存(cun)。在(zai)一(yi)顆(ke)條(tiao)件(jian)溫(wen)和(he)的(de)行(xing)星(xing)上(shang),由(you)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)產(chan)生(sheng)了(le)原(yuan)始(shi)生(sheng)命(ming),再(zai)由(you)原(yuan)始(shi)生(sheng)命(ming)過(guo)渡(du)到(dao)高(gao)級(ji)生(sheng)命(ming)。這(zhe)種(zhong)現(xian)象(xiang)在(zai)整(zheng)個(ge)宇(yu)宙(zhou)中(zhong)普(pu)遍(bian)存(cun)在(zai);接著,在達爾文適者生存理論的模式下,從那些生命中間最終會進化出一種智能生命;可是宇宙中何處才有這樣的行星呢?
於(yu)是(shi),對(dui)外(wai)星(xing)生(sheng)命(ming)的(de)尋(xun)找(zhao),現(xian)在(zai)已(yi)經(jing)演(yan)化(hua)成(cheng)對(dui)日(ri)外(wai)行(xing)星(xing)的(de)搜(sou)索(suo),科(ke)學(xue)家(jia)希(xi)望(wang)找(zhao)到(dao)其(qi)他(ta)恒(heng)星(xing)的(de)行(xing)星(xing)。一(yi)個(ge)多(duo)世(shi)紀(ji)以(yi)來(lai),天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)們(men)一(yi)直(zhi)在(zai)努(nu)力(li)尋(xun)找(zhao)太(tai)陽(yang)係(xi)以(yi)外(wai)的(de)行(xing)星(xing)。令(ling)人(ren)遺(yi)憾(han)的(de)是(shi),直(zhi)到(dao)現(xian)在(zai),也(ye)沒(mei)有(you)多(duo)大(da)進(jin)展(zhan)。
xingxingzishenbufaguang,erzhinengfanshehengxingdeguangmang。ruguobahengxingbiyuweiyitaigonglvqiangdadetanzhaodeng,namexingxingjiuzhishizhanzaitanzhaodengbianyuandeyizhixiaoxiaoyinghuochong。“探照燈”是如此耀眼,“熒火蟲”當(dang)然(ran)就(jiu)毫(hao)不(bu)起(qi)眼(yan)了(le)。所(suo)以(yi)我(wo)們(men)不(bu)能(neng)直(zhi)接(jie)看(kan)到(dao)它(ta)們(men),這(zhe)是(shi)尋(xun)找(zhao)它(ta)們(men)最(zui)大(da)的(de)難(nan)題(ti)。科(ke)學(xue)家(jia)意(yi)識(shi)到(dao),我(wo)們(men)必(bi)須(xu)使(shi)用(yong)一(yi)種(zhong)間(jian)接(jie)的(de)方(fang)法(fa),現(xian)在(zai),科(ke)學(xue)家(jia)已(yi)經(jing)摸(mo)索(suo)出(chu)四(si)種(zhong)間(jian)接(jie)的(de)方(fang)法(fa)來(lai)尋(xun)找(zhao)日(ri)外(wai)行(xing)星(xing)。
看看恒星是否在跳搖擺舞
恒heng星xing的de質zhi量liang比bi行xing星xing大da,所suo以yi它ta的de引yin力li也ye更geng加jia強qiang大da,它ta會hui把ba行xing星xing束shu縛fu在zai自zi己ji身shen邊bian,讓rang行xing星xing圍wei繞rao著zhe自zi己ji運yun轉zhuan,這zhe已yi經jing是shi盡jin人ren皆jie知zhi的de事shi實shi,但dan行xing星xing也ye以yi自zi己ji的de引yin力li對dui恒heng星xing施shi加jia著zhe影ying響xiang。從cong遙yao遠yuan的de地di方fang看kan上shang去qu,行xing星xing會hui使shi恒heng星xing的de軌gui道dao發fa生sheng周zhou期qi性xing的de擺bai動dong。行xing星xing每mei轉zhuan一yi圈quan。恒heng星xing就jiu會hui“搖擺”一下;從稍稍偏向一邊轉而稍稍偏向另一邊。
實施這種方法的時候,我們可以選定一片天空,透過望遠鏡拍攝其圖像;測定其中各星球的相對位置;然後每過一段時間,對同一片天空重複同樣的操作……最後,比較多次拍攝到的圖像,觀察各星球的運動是呈線形模式還是呈“搖擺”模式。
當然,“搖擺”的幅度是非常微小的,就連比地球大1000beidemuxingduitaiyangchanshengdeyingxiangyeshifennanbian。zhiyaocelianghengxingshifouyouzhouqixingdebaidong,jiukeyipandingtashifouyouxingxing。diyikeriwaixingjiushizheyangfaxiande。
1995年10月,瑞士日內瓦天文台以梅厄為首的天文學家鄭重地宣布;距我們40光年遠的飛馬座51有一顆行星,稱為飛馬座51B,這顆與太陽光譜相同的恒星以每秒60米mi的de幅fu度du來lai回hui搖yao擺bai,而er且qie在zai一yi年nian半ban多duo的de時shi間jian裏li十shi分fen穩wen定ding,這zhe樣yang穩wen定ding的de搖yao擺bai周zhou期qi表biao明ming它ta有you一yi個ge行xing星xing。到dao現xian在zai為wei止zhi,絕jue大da多duo數shu行xing星xing都dou是shi通tong過guo這zhe種zhong方fang法fa發fa現xian的de。
觀測恒星的光譜
在zai發fa現xian日ri外wai行xing星xing的de道dao路lu上shang,除chu了le使shi用yong引yin力li定ding律lv之zhi外wai,還hai有you另ling一yi種zhong依yi靠kao光guang學xue的de方fang法fa,這zhe就jiu是shi觀guan測ce恒heng星xing的de光guang譜pu。遙yao遠yuan的de星xing光guang帶dai給gei我wo們men許xu多duo信xin息xi,它ta們men不bu僅jin可ke以yi告gao訴su我wo們men它ta所suo包bao含han的de化hua學xue成cheng分fen,還hai可ke以yi告gao訴su我wo們men許xu多duo其qi他ta的de信xin息xi,這zhe就jiu交jiao給gei我wo們men另ling一yi種zhong尋xun找zhao日ri外wai行xing星xing的de方fang法fa。這zhe種zhong方fang法fa就jiu是shi要yao觀guan察cha恒heng星xing顏yan色se的de改gai變bian,因yin為wei顏yan色se的de變bian化hua也ye表biao明ming恒heng星xing在zai運yun動dong。
美國天文學家喬夫·馬西每次觀測恒星時,都會把恒星之光分解成光譜,而恒星大氣層所吸收的波長則以線條的形式出現於其中,被稱為“吸收線”。通過記錄“吸收線”,馬西就為星光錄下了“指紋”,因為這一“指紋”與恒星所處的位置一一對應。假如恒星受到了不可見的行星的拉動,那麼光譜中的“吸收線”也會移動。
dangyikehengxingxiangzheguancezhekaojinshi,fushedeguangbohuibianduan,xianglanduanyidong,chengweilanyi。fanzhi,zehuixianghongduanyidong,chengweihongyi。zhiyaohengxingdeguangpuzhongchuxianlezhezhongbianhua,najiubiaomingtayouxingxing,shixingxingduitadeladongcaishitadeguangpufashenglebianhua。suoyitongguojianceyigehengxingdeguangpubianhua,yekeyizhidaotashifouyouxingxing。
觀察恒星的光度變化
肉眼無法直接觀察到光譜的變化,它需要使用到相關的儀器,但是還有另一種利用光學的方法,這種方法比較簡單,也更加易於理解。
taiyangxidejinxingzaiweiraozhetaiyangyunxingdeshihou,huipaodaotaiyangdeqianmian,zhegeshihou,tajiuchaochuletaiyangdeguangmang,womenhuikandao,taiyangshangmianchuxianleyigeheidian,zhegeheidianjiushijinxing。fashengzhezhongxianxiangbeichengzhiwei“金星淩日”,當“金星淩日”發(fa)生(sheng)時(shi),太(tai)陽(yang)的(de)光(guang)芒(mang)會(hui)略(lve)微(wei)減(jian)弱(ruo)。天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)們(men)認(ren)為(wei),太(tai)陽(yang)係(xi)外(wai)行(xing)星(xing)在(zai)圍(wei)繞(rao)各(ge)自(zi)的(de)恒(heng)星(xing)運(yun)轉(zhuan)時(shi),也(ye)會(hui)發(fa)生(sheng)類(lei)似(si)的(de)現(xian)象(xiang)。通(tong)過(guo)大(da)型(xing)望(wang)遠(yuan)鏡(jing),我(wo)們(men)可(ke)以(yi)記(ji)錄(lu)下(xia)來(lai)恒(heng)星(xing)光(guang)芒(mang)減(jian)弱(ruo)的(de)過(guo)程(cheng),這(zhe)無(wu)疑(yi)是(shi)最(zui)可(ke)靠(kao)的(de)方(fang)法(fa)。
但(dan)是(shi),這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)有(you)一(yi)個(ge)弱(ruo)點(dian),這(zhe)個(ge)恒(heng)星(xing)係(xi)必(bi)須(xu)要(yao)跟(gen)我(wo)們(men)的(de)視(shi)線(xian)位(wei)於(yu)同(tong)一(yi)個(ge)軌(gui)道(dao)平(ping)麵(mian)上(shang)。這(zhe)樣(yang)才(cai)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)它(ta)從(cong)恒(heng)星(xing)的(de)表(biao)麵(mian)經(jing)過(guo),也(ye)正(zheng)是(shi)因(yin)為(wei)這(zhe)個(ge)原(yuan)因(yin),它(ta)發(fa)生(sheng)的(de)機(ji)會(hui)很(hen)少(shao)。所(suo)以(yi),迄(qi)今(jin),人(ren)們(men)在(zai)太(tai)陽(yang)係(xi)外(wai)總(zong)共(gong)找(zhao)到(dao)了(le)120多顆,其中隻有3顆是根據恒星光芒受遮擋而發現的。
有you人ren認ren為wei,在zai太tai空kong中zhong,空kong間jian望wang遠yuan鏡jing可ke以yi克ke服fu地di球qiu大da氣qi層ceng的de影ying響xiang,可ke以yi明ming確que地di發fa現xian這zhe樣yang的de行xing星xing,但dan是shi試shi驗yan的de結jie果guo證zheng明ming,這zhe樣yang做zuo跟gen地di球qiu上shang的de同tong行xing相xiang比bi,絲si毫hao也ye沒mei有you什shen麼me優you勢shi。
此外,根據恒星光芒削弱的程度,可以測算出太陽係外行星的質量;根據恒星光譜的變化,可以推算出行星大氣的成分。飛馬座HD209458有一顆質量與木星相當的行星,與所有其它日外行星不同的是,它與我們的視線位於幾乎同一平麵,公轉周期是3.5254天tian,當dang它ta從cong恒heng星xing表biao麵mian經jing過guo的de時shi候hou,恒heng星xing的de光guang芒mang就jiu會hui減jian弱ruo一yi點dian,這zhe個ge時shi候hou,我wo們men就jiu可ke以yi檢jian驗yan它ta的de大da氣qi成cheng分fen。檢jian驗yan結jie果guo表biao明ming,這zhe顆ke行xing星xing含han有you大da量liang的de鈉na元yuan素su,與yu科ke學xue家jia預yu言yan的de基ji本ben相xiang符fu,這zhe是shi首shou次ci辨bian別bie出chu日ri外wai行xing星xing的de化hua學xue組zu成cheng。
利用天然望遠鏡方法
還有一種更加巧妙的方法,這種方法就是利用一種天然的宇宙望遠鏡,它又被稱之為引力透鏡。
當dang一yi顆ke行xing星xing運yun行xing到dao一yi顆ke恒heng星xing的de前qian麵mian時shi間jian,它ta會hui使shi恒heng星xing的de光guang芒mang減jian弱ruo,這zhe是shi因yin為wei行xing星xing距ju離li恒heng星xing太tai近jin了le。當dang這zhe顆ke行xing星xing距ju離li恒heng星xing足zu夠gou遠yuan的de時shi候hou,就jiu會hui發fa生sheng另ling一yi種zhong情qing況kuang,一yi種zhong完wan全quan相xiang反fan的de變bian化hua,那na就jiu是shi它ta會hui使shi恒heng星xing的de光guang芒mang增zeng強qiang,行xing星xing就jiu像xiang是shi一yi個ge放fang大da鏡jing,可ke以yi彙hui聚ju恒heng星xing的de光guang芒mang。
zhezhongqingkuangdadachuhuwomendechuantonglinian,danshitayouheqingheli,fuheyouguandeyinlidingli。tabeichengzhiweiyinlitoujing,zhezhongqingkuangyijingbeizhengmingqueshicunzai。danshizhezhongqingkuangdefashengxuyaoyouhaojigexianjuetiaojian,taduixingxingdezhilianghexingxingjulihengxingdejulidouyouzheyangedeyaoqiu,erqietamenhaigendiqiudaozhegexitongzhijiandejuliyeyouguanxi,suoyizhezhongqingkuangfashengdekenengxingjishao,tianwenxuejiaguancelehenduonian,yizhimeiyoushenmejieguo。
但是,2004年4yue,zhongyuyouyikehengxingchuxianlezhezhongqingkuang,yushi,diyigeyongyinlitoujingfangfazhaodaodexingxingchuxianle。zhekexingxingdezhilianggenmuxingchabuduo,yinzangzaiyinhexidezhongxin,juliwomen1.7wanguangnian。tahetademuhengxingyiqizuchengleyigetoujing,rangyigegengjiayaoyuandehengxingguangmangbianlianglehaojitian。suoyizheshiyigefuzadeyinlitoujing,zheyeshiyongyinlitoujingzhezhongfangfabuhaoshiyongdeyigegenbenyuanyin。
目mu前qian天tian文wen學xue家jia發fa現xian日ri外wai行xing星xing,隻zhi有you這zhe四si種zhong方fang法fa可ke以yi使shi用yong,其qi中zhong使shi用yong搖yao擺bai法fa是shi最zui為wei可ke靠kao的de方fang法fa,因yin為wei不bu管guan在zai哪na裏li,引yin力li定ding律lv都dou適shi用yong,恒heng星xing和he行xing星xing相xiang互hu之zhi間jian的de引yin力li必bi然ran要yao暴bao露lu出chu它ta們men之zhi間jian的de軌gui道dao關guan係xi。但dan是shi這zhe種zhong方fang法fa也ye又you一yi個ge缺que陷xian,那na就jiu是shi我wo們men隻zhi能neng發fa現xian一yi些xie大da質zhi量liang的de行xing星xing,對dui於yu那na些xie小xiao質zhi量liang的de行xing星xing,它ta對dui恒heng星xing的de引yin力li太tai小xiao了le,它ta使shi恒heng星xing搖yao擺bai的de幅fu度du太tai小xiao,很hen難nan發fa現xian它ta們men。
zaibujiudeweilai,guanceriwaixingxingdejishuhaiyaohuodedafazhan。jishudezhongxin,jiangshifazhanguangxuejishu,yejiushiyaobahengxingdeguangjinliangjianruo,tongshi,yaobaxingxingdeguangmangjinliangzengqiang。zheyangdejishujianghuishigengduodexingxingbaoluzaitianwenxuejiadeshiyeli。(國家航天局特約撰稿/戴銘玨)
轉 自:國家航天局
本文編輯:閆秋

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