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2019年诺贝尔物理学奖尘埃落定,其中一半奖金颁发给了从事系外行星科学研究的一对师徒——米歇尔·马约尔和他的学生迪迪埃·奎洛兹,以表彰他们发现了第一颗围绕类太阳恒星运转的系外行星,对系外行星科学这一领域做出的重大贡献。
什么是系外行星?探测它们有什么困难?如何能找到它们呢?国际上都有哪些搜寻计划?找到系外行星有什么意义呢?接下来,让我们一起去探寻这些问题的答案。
什么是系外行星
人类生活的太阳系有八大行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。太阳系之外的恒星也同样存在行星,称为系外行星。
截至2019年10月11日,已经被证实的系外行星数目是4057个,其中的55颗是宜居带系外行星候选者。所谓的“宜居带”是指距离恒星一定的距离范围,受到与地球差不多的光照,容许液态水的存在,并累积成湖泊或者海洋。如果行星恰好位于宜居带内,就可能为生命提供最基本的生存环境。在太阳系内,金星、地球和火星就处在宜居带内。
2017年2月,天文学家发现了距离地球40光年的恒星TRAPPIST-1,及其7颗与地球大小相当的系外行星,其中3颗就位于宜居带内。
探测系外行星有什么困难
系外行星离地球都非常遥远。与宿主恒星相比,系外行星的个头小,自身又不发光,只能靠反射恒星所发出的光,因此对于观测者而言,它们又小又暗。
通常,系外行星比宿主恒星暗100万倍甚至几十亿倍,它们所反射的微弱的光几乎完全被眩目的恒星光芒所掩盖,如此之高的对比度对于探测而言极其困难。因此,哪怕是观测目前所知的距离地球最近的系外行星——比邻星b,也相当于从1000公里外观测北京一条街道某个路灯旁的小飞虫。这种观测的难度可想而知,这也是为什么从1609年伽利略发明了第一台天文望远镜以来,历时近400年时间才发现第一颗系外行星。(上)
(作者单位:西安电子科技大学空间科学与技术学院)