1992年1月,两个宇宙天体永远地改变了我们的星系。
我们第一次有了确凿的证据,证明有系外行星围绕着一颗外星恒星运行:两个岩石世界,围绕着2300光年之外的一颗恒星旋转。
现在,仅仅30年之后,这个数字就出现了爆炸式增长。本周,3月21日,标志着5000多颗系外行星得到确认,这是一个巨大的里程碑。准确地说,NASA系外行星档案中记录了5005颗系外行星,每一颗都有自己独特的特征。
每一颗系外行星都出现在同行评议的研究中,并使用多种探测技术或分析方法进行了观测。
对于后续的研究来说,这些内容非常丰富,可以通过新的仪器了解更多关于这些世界的信息,比如最近发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜,以及即将到来的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜(Nancy Grace Roman Space Telescope)。
加州理工学院NASA系外行星科学研究所的天文学家杰西·克里斯蒂安森表示:“这不仅仅是一个数字。它们中的每一个都是一个新的世界,一颗崭新的行星。我们对其中每一个都很兴奋,因为我们对他们一无所知。”
天文学家亚历山大·沃尔兹詹(Alexander Wolszczan)和戴尔·弗雷尔(Dale Frail)发现了最早被证实的两个世界,这两个行星是质量分别为地球4.3倍和3.9倍的系外行星,围绕着一颗被称为“毫秒脉冲星”的死星旋转,该恒星会在毫秒时间尺度上发出“节拍”或无线电波脉冲。
第三颗系外行星是1994年发现的,它的质量是地球的0.02倍,比地球小得多,此后被命名为Lich。这些系外行星分别被命名为Poltergeist、Phobetor和Draugr。
这一发现表明,银河系一定充满了这些东西。脉冲星是中子星的一种:大质量恒星的死核,它们喷射出大部分质量,然后在自身重力作用下坍塌。它们的形成过程非常极端,通常涉及巨大的爆炸。
天文学家亚历山大·沃尔兹詹说:“如果你能在中子星周围找到行星,那么行星基本上应该无处不在。行星的生成过程必须非常强劲。”
但是也有一个问题。 用于识别这些系外行星的技术是基于来自恒星的非常规则的脉冲时间,这些脉冲会因轨道物体的引力影响而略有改变。
所以,这种技术仅限于脉冲星; 它不适用于没有规律的毫秒脉动的主序恒星。
然而,当美国国家航空航天局(NASA)的天文学家威廉·博鲁茨基(William Borucki)率先使用凌日法时,系外行星科学爆发了。这种方法可以观察到,当一颗系外行星从我们和其主星之间经过时,恒星的光线会出现微弱的、有规律的下降。
2009年发射的开普勒太空望远镜,已经确认了超过3000颗系外行星,另外还有3000颗候选行星在等待发现。
除了凌日法之外,天文学家还可以研究系外行星对其主星的引力效应。当这些物体围绕一个相互的重心运行时,一颗恒星就会在这个点上出现轻微的“抖动”,从而改变了它发出的光的波长。
此外,如果你知道恒星的质量,你还可以通过研究它的摆动程度来推断出系外行星的质量。如果你知道一颗恒星本身有多亮,你就可以推断出这颗系外行星的大小。
这就是我们知道宇宙中有系外行星的原因,这些行星与我们自己的系统中的行星非常、非常不同。
热木星是巨大的气体巨星,围绕其恒星运行的轨道非常近,这种接近会导致系外行星的温度甚至比一些恒星还要高。
迷你海王星的大小和质量介于地球和海王星之间,并且可能适合居住。 还有超级地球,它们像地球一样多岩石,但质量可达地球的好几倍。
因为直接研究系外行星非常困难 —— 它们很小、很暗、很远,而且通常非常接近一颗明亮的恒星,它的光会淹没系外行星可能反射的任何东西 —— 我们还有很多不知道的地方。 除了我们当前的检测阈值之外,还有很多世界存在。
但在未来的岁月里,随着技术和新分析技术的进步,这些门槛将会后退,我们可能会在最古怪的梦境之外发现各种各样的世界。也许我们甚至会在太阳系外发现生命的踪迹。
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