怎么发现系外行星?你需要了解“五点定位法”

如题所述

第1个回答  2022-07-18

寻找系外行星,是人类 探索 宇宙、寻找另一个家园的重要方式。

就像卫星定位经常使用“三点定位”,寻找系外行星也有定位法,然而系外行星的定位要复杂很多,需要使用“五点定位”。



系外行星也拥有自身独特的恒星系,处于中心的恒星在正常情况下,亮度不会有明显的变化。

但是,如果恒星系中存在行星,而且这颗行星刚好运动到地球和恒星之间,那么这颗行星就会阻挡恒星的光芒,从而让恒星的亮度出现变化。当然,凭借我们的肉眼或者普通的望远镜,肯定无法捕捉到这微弱的变化,但是如果利用专业级的天文望远镜,就可以准确绘制出恒星的亮度变化线。

通过恒星亮度的变化,天文学家就可以对恒星系提出怀疑,通过进一步观察,确定恒星亮度的周期,就可以大致确定系外行星的运动周期。

通过恒星的亮度变化线,天文学家不但可以推测行星的运动周期,还能够推断行星的大小。

就像我们看演出,一个胖子站在你面前,肯定要比瘦子遮住更多的内容。一个体积较大的行星经过恒星,肯定要挡住更多的光芒。通过判断整体的遮光率,天文学家就可以判断出系外行星的大小。

事实上,如果天文望远镜的分辨率进一步提高,还可以通过判断行星边缘的折光率,推断行星的大气组成。想要到达这种境界,需要等到21世纪末,新一代天文望远镜的诞生。


太阳系中,不止存在一颗行星,其他的恒星系也是如此。

然而我们已经了解行星遮光的原理,多颗行星自然不成问题。不同大小的多颗行星,经过恒星时,必然会导致不同的遮光率,从而得到更为复杂的曲线。值得注意的就是,多颗行星同时处于地球和恒星之间,这时恒星的光芒会进一步被遮挡,从而产生连续下降的亮度曲线。

拥有多颗行星的恒星系,往往更有可能存在生命, 就像超级地球Gliese887所在的恒星系,三颗系外行星全是超级地球。

11光年外恒星系统,科学家找到1-3颗超级地球

牛顿曾经告诉我们: 力的作用是相互的。 简单来说,我打你一巴掌,我的手和你的脸一样疼!

存在行星的恒星系中,行星会围绕恒星运动,行星的引力也会略微影响恒星,让恒星也产生位移。这个位移非常微弱很难捕捉,但是却可以通过恒星光的波长捕捉。

一辆警车从我们身边经过,警铃的声音会因为车辆的靠近和远离产生变化,这是因为车辆的运动导致声音的波长出现变化。光具有波粒二象性,波长也会发生变化—— 如果一颗恒星远离地球,我们会看到这颗恒星的光变红(红移);如果一颗恒星靠近地球,那么这颗恒星的光就会变蓝(蓝移)。

如果你看到一颗恒星的光,一会变蓝、一会变红,那么这颗恒星有可能和它的行星在转圈圈。

俗话说得好: 有图有真相! 想要证明一颗系外行星的存在,最直接的方式就是拍照。

可惜绝大多数系外行星距离地球非常遥远,而且旁边还有一颗非常命令的“大灯泡”,恒星的眩光会遮盖住行星,这时候就需要强大的修图功能。当然,你身边的修图专家搭配随便下载的修图软件,肯定不能完成这项任务啦。

天文学家通过深空望远镜拍摄到的图片,进行遮光处理后,有可能找到恒星旁边的行星。

爱因斯坦告诉我们: 只要引力足够大,光也能拐着弯跑! 恒星的光在正常情况下沿直线传播,但是行星经过时,会对光线产生弯折效果。

根据行星的质量,恒星光线的弯折效果也十分微妙,需要专业级的天文望远镜进行数据的记录,才能发现光线的变化。通过光线的变化效果,天文学家可以计算出行星的引力,从而计算出质量。

阿基米德曾经说过: 给我一个支点,我将撬动整个地球! 系外行星这件事,交给数学就好了。

一个行星就在那里,但它不会默默无闻,它是宇宙的一部分,会产生引力作用,影响周围大量天体的运动轨道,就像地球和月球,外星人如果发现了月球,计算一下就知道月球轨道中间肯定还有一个挺大的东西。

天文学家通过其他天体的运动异常、轨道偏移,就可以大致计算出未知的引力源,再搭配天文望远镜进行实际观测,就可以找到系外行星。

系外行星的确定,并非找到一个证据就可以证明其存在,而是需要大量的观测,确定其轨道、周期、质量、体积,甚至拍摄到照片,才能确定系外行星。

比如2020年最新确定的系外行星,1989年首次发现恒星的红移、蓝移现象,直到2020年才正式确定其为系外行星。 为了证明这颗系外行星,天文学家收集了4000多个证据,“五点定位”中的每一个方法都得到应用。

茫茫宇宙中,除了地球,还有无数行星。

目前人类的观测技术有限,只能够确定系外行星的基本信息,无法判断其是否适合生存、是否存在生命,但是系外行星的寻找并非没有意义。 科学家预测本世纪末,新一代天文望远镜将更加细致的观测系外行星,甚至可以直接判断系外行星是否适合生命存在。

或许当我们真正观察系外行星时,就会发现宇宙并非死气沉沉,而是生机勃勃!



截止到7月,人类已经确认 4171颗 系外行星, 5348颗 行星处于候选状态。其中天然气行星1317颗、气态行星1395颗、岩石行星160颗、超级地球1293颗、状态未知6颗。

在这些星球中,你觉得会有类似地球的“生命星球”吗?