系外行星的发现之旅,4000颗是里程碑,也是新的开始

系外行星的发现之旅,4000颗是里程碑,也是新的开始

六月中旬,系外行星天文领域迎来了重大里程碑:发现第4000颗系外行星。

哇,那是无数个外星文明!

第一颗系外行星于1992年公布(在首次公布被撤回极短时间后)。一开始时,人们还在尝试和改善各种方法,探索的进程十分缓慢。而后迎来了十分可观的进步。

图解:2013年1月2日:天文学家估计银河系可能包含多达4,000亿颗系外行星,这几乎是每一颗恒星都有一颗行星。

进步有多迅速?你可以自己感受,用视觉和听觉。

APOD发布了一个很棒的视频,由Matt Russo和Andrew Santaguida of System Sounds制作。他们制作美妙的关于天文与太空的动画,使艺术与科学和谐又迷人地交织在一起。

该视频,被取名为4000颗系外行星,令人叹为观止。请观看,稍后我会解释。

图解:艺术家显示在银河系内的恒星有行星环绕着是多么普通的现象。

视频从1992年首次公布系外行星开始,该行星围绕脉冲星PSR B1257+12运行。整个天幕用长方形展现(其顶部与底部被扭曲-为了展现球状表面被展开,我们其实在一个巨大的球体内部观测星空)。中间穿过的弧带代表银河系,我们所居住的扁平的涡旋星系。在夜空中观测的银河系是直的,由于用长方形代表曲面作图的原因被扭曲为弧形。

图解:艺术家概念下的脉冲星PSR B1257+12和其行星。

随着时间的流逝,更多的行星出现了。每次你都可以听到一个钢琴音符。音调的高低反映了行星的轨道周期;高的音调代表短周期,低的代表长的。音量的大小反映了当时所发现的具有相近轨道周期的行星数量。单个行星的声音很小,多个行星奏出的音符更加响亮。

图解:太阳系与巨蟹座55行星系统的比较图。

不同颜色代表不同的发现方法。凌日测光法所观测到的行星用紫色表示,径向速度法用粉色,直接成像(字面意思,行星本身的图像)用橙色,重力微透镜法是青色,轨道亮度调谐法(行星的引力引起恒星形变,可由恒星亮度变化观测)是黄色,凌日时差法(比如,行星轨道周期由于恒星系中其他行星重力影响而发生改变)是红色,天体测量学(行星引力通过扭曲空间引起恒星周期性位移)用的是灰色。

图解:截至2004年8月31日,所有以视向速度法(蓝点),凌日法(红点)和重力微透镜法(黄点)所发现的系外行星。同时亦显示了太空和地面仪器的侦测极限。

提问时间:你能否从视频中看出开普勒太空望远镜是什么时候投入使用的?它指向哪里?

好了,公布答案:它于2009开始搜寻任务,数年间一直指向太空中天鹅座的方向,也就是视频中银河系的左上角。在主要任务执行期间,它发现了已知系外行星的一半,视频很明显地表达了这一点。

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。

现在TESS(transiting exoplanet survey satellite,凌日观测卫星?)无时无刻都在扫描天空,而且已经斩获许多成果。天文学家通过分析发现:已发现的行星数量只是观测数据所预测的一小部分。

发现4000颗系外行星用了27年。达到8000颗不会再用如此多的时间。

图解:画家笔下织女星附近两颗冥王星大小的矮行星碰撞的情景。

什么样的行星还在等着我们去发现?那会是怎样陌生的新世界 – 大的,小的,热的,冷的;会不会有一些刚好从它们的恒星获得适量了的光,又难以置信地恰好由我们熟知的化学物质组成,表面拥有液态水与由氮气和氧气组成的大气,又因为其生物吸收了部分恒星光使其光谱呈现出一些令人好奇的特征?

那里有不计其数的行星。数十亿颗。或是它的一百倍。

4000,只是一个很小很小的开始。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. syfy- HPYULEMAR

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