月球上有水,而且存在高含量水——近日,我国科学家对月壤研究的新发现,“解锁”了月球的无限可能——能种菜吗?能浇花吗?能供人类饮用吗?这一发现,成功勾起大家对移居地外行星的兴趣。实际上,近30年来,科学家从未停止寻找宜居星球,目前已探知的太阳系外的行星数目超过颗。在这些浩如烟海的系外行星中,有身世成谜的热木星群体,也有倍受期待的宜居行星候选体,承载地外文明的地球2.0是否也正隐匿其中?1、搜寻第二个太阳系今天,我们仍在探讨,孕育了生命、文明的太阳系,是否是茫茫宇宙间,独一无二的存在?据预估,在可观宇宙中,包含银河系在内的星系高达千亿之数,而人类赖以生存的主星——太阳,也只不过是银河系千亿颗恒星中,平平无奇的一颗。也因此,我们很难相信,除了在宇宙间渺小如沙尘的太阳系外,再无其他恒星系统能够孕育行星,承载生命。然而,受限于观测技术,很长一段时间以来,我们对宇宙的认知也的确如此——孕育了包括地球在内的八大行星的太阳系,是人类仅知的,满足生命诞生条件的行星系统。这样的认知,在年得以改观。这一年,天文学家沃尔兹森和费雷欧,首次发现了太阳系外的类地行星。但它们绕转的主星却只是一颗恒星的残骸——毫秒脉冲星PSRB+12,它的旋转速度高达每秒圈,这显然与人类理想中的第二个太阳系相差甚远。所幸,3年后,两位瑞士天文学家马约尔和奎洛兹,在一个与太阳极为相似,正值壮年的主序星飞马座51周围,发现了第一颗大小可媲美木星的气态巨行星,它被命名为飞马座51b,距离地球约50光年。这一发现引燃了天文学界搜寻第二个太阳系的热情,自此,系外行星探测正式拉开了序幕。不过,作为人类发现的第一颗环绕类太阳恒星运行的系外行星,飞马座51b却与太阳系内的八颗行星大相径庭。尽管它的质量、大小与木星相当,但其公转周期却只有4天左右,不仅与木星约12年的绕行周期天差地别,也远小于太阳系内任何一颗行星的公转周期。实际上,在早期的系外行星探测中,类似于飞马座51b这样的短周期气态巨行星,频繁出现。天文学家将它们统称为热木星。热木星数目之多,曾让天文学家一度怀疑,在宇宙间,这些身世成谜的热木星才是行星主流,而太阳系内的温、冷行星不过是行星群体中的特例。不过,在了解清楚行星探测的基本手段后,这个疑问就迎刃而解了。2、已发现超颗太阳系外行星探知太阳系外的行星,最直观的方式是直接观测。但众所周知,行星本身并不发光,我们看到的,是它们反射来自恒星的光芒。因此,直接观测时,行星微弱的反射光,大概率会湮没在其主星耀眼的光芒中,难以分辨。理论上,即使日冕仪可以遮挡主星的亮度,凸显行星的存在,但实施起来技术难度也很大,只适用于那些远离主星影响的行星群体。与直接成像相比,间接探测更为普遍,是搜寻行星的重要方式。其中,最为高效的系外行星探测方式当属凌星法。据统计,利用这种方法,搜寻到了约70%的系外行星。凌星法,利用行星绕主星公转,会周期性遮挡主星光亮的原理。监测主星光度的周期性变化,根据光变的深度、周期和宽度,即可推测未知行星的相对大小和轨道信息。通常,大行星环绕小主星时,遮光面积较大,光变更为明显。以太阳系为例,木星凌日的光变深度约为1%,而地球凌日的光变深度只有0.%。还有一种常见的行星探测方法,为视像速度法——当行星绕主星转动时,主星也将绕两者之间的质心小幅度的转动。如果两者的转动平面与视线方向垂直,在地球上的观测者看来,主星将周期地转向地球,又背离地球,这与其光谱的周期性蓝移和红移相对应。据此,我们可以推断出行星系统中行星的质量等重要信息。值得一提的是,无论是飞马座51b,还是后来陆续探知的其他热木星,它们大多由视像速度法探得,而这种方法对于那些大质量短周期的巨行星尤其敏感。由此可知,并非宇宙间的热木星数目庞大,只是早期行星观测受限于精度的选择效应罢了。近年来,在行星观测方面,微引力透镜法异军突起。相比在短周期行星群体中占据探测优势的凌星法和视像速度法,微引力透镜法可谓“剑走偏锋”,在冷行星探测方面独占鳌头。微引力透镜法基于爱因斯坦的广义相对论中质量导致光线偏折的理论——当一个“拖家带口”的行星系统,经过某个人类正监测的背景天体视线前方时,其质量将导致背景天体的光亮出现短时的汇聚。这类似于透镜聚光的效果,通过分析背景天体的单次光增强效应,即可获取行星系统中行星的质量、轨道信息。此外,随着望远镜探测精度逐步提升,天体测量法作为行星探测的一种补充手段,也颇受
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