一肖一尾中特平: 终结地球孤独时代 | 炽热的木星和摆动的太阳

2019-08-12 16:56 来源:光明网 
2019-08-12 16:56:30来源:光明网作者:责任编辑:蔡琳
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  大家好,我是国家天文台的李海宁。相信许多看过《流浪地球》的人,都会被地球面临灭顶之灾时,人类带着地球在星辰大海中流浪的情怀所感动。如果我们能找到第二个地球,再次遇到这样的情况,是不是就不用这么紧张了呢?

  地球在我们的太阳系里是独一无二的,那么太阳系外是否存在另一颗地球呢?于是,天文学家开启了漫长的太阳系外行星搜寻之旅。

终结地球孤独时代 | 炽热的木星和摆动的太阳

图注:一颗年轻的类太阳恒星(想象图)。其周围的尘埃和气体将会形成行星(来源:NASA)

  当一颗大行星绕着恒星运行时,它在不同方向的牵引会造成星光交替出现蓝移和红移。因此可以通过测量恒星视向速度的变化来寻找系外行星。这种方法也叫做摆动法。

  1995年,瑞士天文学家Michel Mayor和他的学生Didier Queloz在一次学术会议上宣布,他们首次在类似太阳的恒星——飞马座51边上发现了一颗行星。

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图注:发现飞马座51b的Mayor(右)和Queloz。(来源:L. Weinstein/Ciel et Espace Photos)

  这颗行星有半个木星那么重,但距离自己的“太阳”却非常近,只有水星到太阳距离的七分之一,每4天就可以公转一周。所以它对自己的“太阳”产生非常大的拖拽力,以至于我们通过地球上的望远镜就能明显看到这颗恒星的“摆动”。这颗敏捷的巨行星就是飞马座51b。

  飞马座51b的发现令当时的天文学家十分困惑,人们无法想象木星怎么可能呆在比水星还要离太阳更近的位置。由于距离太近,它的温度高达1000摄氏度,科学家称之为“热木星”。

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图注:飞马座51b(想象图),人类发现的第一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星(来源:NASA)

  很快,在地球的另一边,美国天文学家Paul Butler和Geoffrey Marcy确认了这一发现。不仅如此,他们甚至对之前的其他观测数据进行“回炉”再分析。果不其然,被恒星“拥抱”的巨行星不断从之前被忽略的数据信号中跳出来。

  视向速度法发现的系外行星越来越多,不过它们大多是离恒星很近的“热木星”。在随后的十年里,人类发现的前100颗系外行星中,Butler和Marcy的团队囊括了至少70颗,一举成为业界明星。数十个其他的地面项目纷纷加入,中国天文学家也利用位于我们自己兴隆观测站的2.16米望远镜参与其中。

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图注:国家天文台兴隆观测站2.16米望远镜(袁凤芳摄)

  这次“经典”行星搜寻浪潮将人类已知系外行星数量提升至几百颗。不过下一期你就会知道,很快的,一种新的行星搜寻方法和一架新的空间望远镜抢走了它们的风头。

  主讲人:李海宁, 中国科学院国家天文台副研究员。中国科学院青年创新促进会会员。译有《宇宙的真相》、《图说宇宙》、《宇宙简史》等科普书籍。

[责任编辑:蔡琳]

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