天文学界寻找系外行星是充满挑战的任务,1992年发现首个系外行星系统(脉冲星PSR B1257+12周围类地行星)以来,天文学家已确认约5,943颗系外行星,分属4,461个行星系统。但它们离太阳系非常遥远,最近系外行星Proxima Centauri b也要约4.2光年,人类无法亲自访问这些星球。

天文学家无法直接观察系外行星,因亮度远低于周围恒星光辉。为了解决问题,科学家发明几种方法检测。最常用的两种方法是径向速度法(都卜勒效应)和凌日法。

径向速度法基于行星和恒星间的引力互动。当行星围绕恒星运行时,恒星也会因行星引力轻微移动。这种微小运动会导致恒星光谱颜色变化,科学家观测颜色变化推断有行星。当恒星向我们移动时,光频会增加,称之为蓝移;恒星远离我们时,光频会降低,称为红移。天文学家就能以此算出行星质量和轨道距离。

第二种是凌日法,观察系外行星通过恒星前方时造成光度变化。行星在恒星和地球间移动时,会导致恒星亮度轻微下降。这种变化可由敏感仪器检测,并推断行星大小和轨道周期。成功与否靠行星轨道平面是否与地球观测线对齐。

尽管这些方法帮助我们发现大量系外行星,但也有局限性。多数已知系外行星都是大型行星,尤其靠近恒星的“热木星”,因会产生更明显信号。地球大小的行星,需更长时间和更精确观测条件才能发现。

目前估计,宇宙约有千亿颗行星。这让人不禁思考,人类是否真的是宇宙孤独一匹狼?

(首图来源:AI生成)