你知道什么是行星嗎？恒星和行星有什么區(qū)別？
在過(guò)去的25年里，天文學(xué)家們?cè)谔?yáng)系之外發(fā)現(xiàn)了3700多個(gè)世界 。他們?cè)趺凑业剿鼈兊模?br /> 系外行星天文學(xué)家的圖像已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了3700多顆系外行星，或太陽(yáng)系外的行星，包括600多個(gè)多行星系統(tǒng)，另有近5000個(gè)候選行星等待確認(rèn) 。
被發(fā)現(xiàn)這些的這些系外行星包括與木星相似的大行星、較小的地球大小的行星，甚至還有7顆密度與地球、金星和火星相似的巖石行星 。

許多這些發(fā)現(xiàn)都?xì)w功于美國(guó)宇航局的開(kāi)普勒任務(wù)及其繼任者K2，該項(xiàng)目使用專用的天基望遠(yuǎn)鏡測(cè)量我們的星系附近一些小型的和地球大小類似的行星 。
美國(guó)宇航局的下一個(gè)主要的系外行星狩獵工作，稱為TESS，簡(jiǎn)稱過(guò)境系外行星測(cè)量衛(wèi)星，將調(diào)查地球附近的20多萬(wàn)顆恒星，并有望發(fā)現(xiàn)數(shù)千個(gè)新世界 。
TESS于2018年4月發(fā)射并使用SpaceX獵鷹9號(hào)火箭 。
那么，天文學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)系外行星的，我們實(shí)際上對(duì)太陽(yáng)系外的這些世界又了解多少？



過(guò)境系外行星

開(kāi)普勒和TESS天基飛行任務(wù)所使用的方法，以及發(fā)現(xiàn)最外行星的方法，是利用系外行星探測(cè)的過(guò)境方法 。據(jù)說(shuō)當(dāng)一顆行星經(jīng)過(guò)我們和一顆恒星之間時(shí)，這顆行星正在過(guò)境 。
在我們自己的太陽(yáng)系中，當(dāng)水星和金星的軌道將水星和金星帶到地球和太陽(yáng)之間時(shí)，我們就能看到它們的過(guò)境 。



盡管行星相對(duì)于恒星而言是小的，但當(dāng)行星的路徑穿過(guò)我們對(duì)于主恒星的視野時(shí)，行星會(huì)阻擋來(lái)自該恒星的少量光 。
當(dāng)行星位于恒星前面時(shí)，天文學(xué)家可以測(cè)量來(lái)自恒星的光的亮度的下降值，以及觀測(cè)亮度下降的時(shí)間長(zhǎng)度 。
知道了恒星的質(zhì)量，在開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律的一點(diǎn)幫助下，這兩個(gè)測(cè)量值可以告訴你行星離它的主星有多遠(yuǎn) 。
根據(jù)行星軌道的大小從而估計(jì)那里的溫度是否適合液態(tài)水，這是適合生命生存的關(guān)鍵 。如果天文學(xué)家對(duì)主星的大小有估計(jì)，他們也可以推斷出行星本身的大小 。



圖解：利用凌日法偵測(cè)系外行星，下方的線圖代表不同時(shí)間地球所接收到的光量 。
由于我們事先不知道哪些恒星周圍有行星，以及哪些恒星有完美的對(duì)齊 。
所以這些行星將通過(guò)我們和它們的主恒星之間，因?yàn)樗麄兊能壍溃覀円膊荒茴A(yù)測(cè)這些過(guò)境什么時(shí)候會(huì)發(fā)生，使用過(guò)境方法發(fā)現(xiàn)系外行星需要對(duì)數(shù)十萬(wàn)顆恒星進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè) 。
因此，美國(guó)宇航局已經(jīng)投資了專門的太空望遠(yuǎn)鏡，如TESS和開(kāi)普勒，他們致力于這種監(jiān)測(cè) 。
徑向速度方法

盡管由于這些行星探測(cè)空間任務(wù)，尋找系外行星的過(guò)境方法現(xiàn)在更為普遍，但系外行星探測(cè)的第一次激增實(shí)際上是使用一種稱為徑向速度或多普勒方法的不同技術(shù) 。
為了理解這種方法，我們首先必須了解一些關(guān)于行星軌道 。我們認(rèn)為行星是圍繞其主恒星運(yùn)行的，但實(shí)際上恒星和行星一起圍繞它們共同的質(zhì)量中心運(yùn)行 。
當(dāng)你有兩個(gè)質(zhì)量相等的軌道物體時(shí)，它們的質(zhì)量中心將位于它們之間的中點(diǎn)，因此它們看起來(lái)會(huì)圍繞一個(gè)中心點(diǎn)在軌道上相互追逐 。
然而，恒星的質(zhì)量比行星大得多，所以這個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量中心離主恒星更近 。這種不平衡導(dǎo)致行星的軌道變大，只有一顆微小的擺動(dòng)在主恒星的位置 。雖然很小，但這種擺動(dòng)仍然是可以測(cè)量的 。

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