行星与恒星的区别简单介绍 宇宙中行星的忒单简介(2)

行星与恒星的区别简单介绍

图解：利用凌日法侦测系外行星，下方的线图代表不同时间地球所接收到的光量。

由于我们事先不知道哪些恒星周围有行星，以及哪些恒星有完美的对齐。

所以这些行星将通过我们和它们的主恒星之间，因为他们的轨道，我们也不能预测这些过境什么时候会发生，使用过境方法发现系外行星需要对数十万颗恒星进行连续监测。

因此，美国宇航局已经投资了专门的太空望远镜，如TESS和开普勒，他们致力于这种监测。

径向速度方法

尽管由于这些行星探测空间任务，寻找系外行星的过境方法现在更为普遍，但系外行星探测的第一次激增实际上是使用一种称为径向速度或多普勒方法的不同技术。

为了理解这种方法，我们首先必须了解一些关于行星轨道。我们认为行星是围绕其主恒星运行的，但实际上恒星和行星一起围绕它们共同的质量中心运行。

当你有两个质量相等的轨道物体时，它们的质量中心将位于它们之间的中点，因此它们看起来会围绕一个中心点在轨道上相互追逐。

然而，恒星的质量比行星大得多，所以这个系统的质量中心离主恒星更近。这种不平衡导致行星的轨道变大，只有一颗微小的摆动在主恒星的位置。虽然很小，但这种摆动仍然是可以测量的。

图解：太阳系的质量中心运动相对于太阳的位置。

天文学家通过寻找发射线的多普勒偏移来监测恒星的位置，指示相对于我们（观众）的向前或向后运动。

在600-700颗系外行星之间已经以这种方式被发现，它仍然是从地面观测站使用最简单的技术。

然而，行星越大，行星离主恒星越近，其引力对主恒星的影响就越大，即恒星的摆动越大。

因此，多普勒方法更适合于寻找非常接近其主恒星的巨大行星，这种行星因此被昵称为"热木星"。

系外行星的直接成像

你可能想知道为什么天文学家使用这些间接的方法来寻找系外行星，而不是直接拍摄它们的照片。

好吧，这是由于行星本身是不能发出自己的（光学）光，而只能反射来自它主星的光，而且它们比主恒星小得多，所以寻找行星的光就像是试图挑出一只悬挂在搜索灯旁边的萤火虫，还是从千里之外寻找。

图解：艺术家印象下的脉冲星PSR 1257+12的行星系统。

然而，现在天文学家们知道有数千颗系外行星等待被发现，他们正在开发一种新技术，通过以某种方式遮蔽主恒星的光来实现直接成像。

这种阻挡可以在光线进入望远镜之前或之后进行。直接成像方法仍处于起步阶段，但它已经显示出了大好的前景，使用这种方法已经发现了大约40颗系外行星。

直接图像有可能告诉我们更多关于行星的信息，包括关于行星的大气层和组成的信息，而不是我们可以从更多的间接方法中学到的，因此它是系外行星研究的一个重要领域。

系外行星的驱动力是，我们渴望了解我们生存的一小个角落是多么常见或独特，最终证实我们在宇宙中是否是独一无二。

系外行星检测方法

还有其他一些寻找系外行星的方法，尽管不太常见，包括引力微透镜。

爱因斯坦的广义相对论告诉我们，穿过引力场的光线会围绕产生该场的巨量物体弯曲，这种效应称为透镜效应，或者在行星等质量极低的物体（如行星、微透镜）的情况下。

因此，当行星在我们和遥远恒星之间经过时，有可能看到远处恒星围绕行星弯曲的光。

在这个过程中，恒星的光也会被放大，因此观察恒星亮度的这个短暂峰值不仅会显示一个物体在恒星前面经过，还会显示这个移动物体的质量。

不幸的是，这些微透镜事件通常不会重复，因此不容易验证。