首页 / 探索 / 找系外行星之后用什么方法验证

找系外行星之后用什么方法验证

科学家们寻找适合人类居住的星球,主要是在太阳系内寻找,看看另外几颗行星,包括各自的卫星上,看看有没有适合的环境,系外行星的探索相对开展得比较晚,毕竟它们距离地球都非常遥远,距离的计算是“光年”单位,要想看到这么远的一颗不会发光的天体,想想就知道有多难,除非这颗行星要足够大,并且还不能太靠近母恒星,太靠近的话就会被恒星的光芒所掩盖,所以截至目前通过“直接成像法”发现的系外行星少之又少,这个主要也是受限于望远镜口径大小,如果有足够大的口径,也是能够直接看到一些系外行星的。

找系外行星之后用什么方法验证

图解:目前发现的一些“开普勒”系外行星、图片中左边的M<K<G Stars代表的是恒星的级别,M是光谱最小的

找系外行星之后用什么方法验证

截至2018年10月已经被确认的系外行星已经有将近4000颗

这其中绝大多数都是通过“凌日法”发现的,不是单靠这一种方法就能完全确认,实际上是多种方式相互验证一起共同确认的。

找系外行星之后用什么方法验证

“凌日法”

就是一颗行星,当它从母恒星前面经过的时候,会观测到这颗恒星的亮度会突然下降。

找系外行星之后用什么方法验证

图解:当行星经过恒星表面时,会挡住恒星,从而使恒星的亮度下降

不过这种方法也有个缺点,就是角度比较受限,只能观察到那些可以挡住恒星的那些行星。

比如说、一颗行星如果是东往西的方向围绕着恒星转的时候 ,而我们的观测位置也只能是在“东和西的水平横面上,但是如果我们观测点在南或北(恒星的上方或下方),那么 “凌日法”就没有用了,简单来说,“凌日法”取决于观测位置。

当然即使观测到恒星亮度的这种微小变化,仅凭这个还不能完全确认就一定是行星,因为存在很多各种各样的其它因素的干扰,所以通常会配合另外的方式来一起确认。

找系外行星之后用什么方法验证

图解:观测位置也只能是在“东和西的水平横面上,但是如果我们观测点在南或北(恒星的上方或下方),那么 “凌日法”就没有用了,观测不到行星经过恒星表面

找系外行星之后用什么方法验证

“径向速度法”

这个方法也是目前最具可行性的方法,通过观测恒星的谱线变化,来判断恒星是否发生了微小的移动,从而判断是否受到了周围天体的引力影响。

找系外行星之后用什么方法验证

图解:“径向速度法”:光源离开观测者而去,谱线就向红端移动(简称红移),光源接近观测者,谱线就向蓝端移动(简称蓝移),红远蓝近。

举例说明:地球的恒星、比如太阳,它相对于围绕它的行星来说并不是一动不动的,而是大家都围绕着共同的质心在旋转,只是由于太阳的质量太大,这个质心其实就在太阳的内部,所以我们才近似的看成大家都围绕着太阳在转。

当一颗恒星的外面如果有行星的话,它本身其实是会存在微小的位移,发现系外行星之前,人们已经观察到了很多恒星都存在这种细微的现象,可惜这个位移量非常非常小,当时还没有朝这个方向去想。

找系外行星之后用什么方法验证

图解:光谱线变化图

找系外行星之后用什么方法验证

光年之外的这一点点位移,我们怎么去测量呢?

找系外行星之后用什么方法验证

“多普勒效应”

方法就是根据光谱的“多普勒效应”,目前发现的超过90%的系外行星,都是通过这种方式得以验证的。

当然这种方法也有一些缺点,它寻找那些质量比较大的行星比较好找,像木星、土星这种如果。如果行星太小,引力太弱,恒星的位移量太小,这种方式就无能为力了,所以在当前的设备精度下,它通常只适用于寻找160光年以内这个范围。再小的行星,比如超级地球这个级别的,那就得用其它方法来寻了。比如“脉冲星计时法”。

找系外行星之后用什么方法验证

图解:多普勒效应

找系外行星之后用什么方法验证

“脉冲星计时法”

脉冲星”其实就是“中子星”的一种,是一种高速旋转中的“中子星”,加上它的自转轴和磁轴并不重合,所以它会周期性地发出脉冲信号,正常情况下,脉冲星的转速非常稳定,也就是说它的脉冲信号非常有规律,由于中子星其实就是大质量恒星的残骸,所以如果它的周围存在行星的话,中子星会存在微小的位移,这就会导致原本的脉冲信号,在时间上会出现异常,而对于时间的高精密测量相对来说还是比较容易的,所以天文学家就能以脉冲星的脉冲时间为基础,计算并推导出轨道参数,从而用来检测周围有没有行星。

找系外行星之后用什么方法验证

图解:高速旋转中的“中子星”,如果它的周围存在行星的话,中子星会存在微小的位移,这就会导致原本的脉冲信号,在时间上会出现异常

结语

那为什么不等到若干年以后,等人类的科技成熟了,那个时候再去找系外行星呢?到那个时候不是会轻松很多吗?

虽然现在我们连移民火星都还只是梦想,不过至少这个梦想已经不像以前那样遥不可及了,宇宙探索是一个需要提前很久的前瞻性工作。在探索宇宙这个过程中,积累并促进的相关科学发展,科技的诞生都是来自原本科学探索中的意外收获的成果。

免责声明:本文来自网络,不代表爱读书立场,版权归原作者所有,向原创致敬,如有侵权,请联系我们删除。转载请注明出处:https://www.dushu263.com/186461.html
上一篇
下一篇

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: 200768998@qq.com

工作时间:周一至周五,9:00-17:30,节假日休息
返回顶部