👧🏻 🕹️ 🏀 如何搜寻外星行星？ 🤾 💆🏿 ⬇️

说到飞往其他恒星的飞行，应该理解，我们真的不需要去恒星-我们需要去其他行星，最好是类似地球和宜居的行星。您怎么知道行星的邻近恒星？这看起来很简单：带一台更大的望远镜，但是看看。如果可以考虑遥远的星系，那么行星和卫星也应该看到附近的恒星。但是有一个“小”的复杂性：与恒星和星系不同，行星实际上并不自我发光，而仅反射其恒星的光。一颗恒星照亮了周围的环境，因此，尽管二十世纪天文学技术得到了发展，但不到三十年前就发现了第一颗系外行星-另一颗恒星的行星。

如今，已经开发并掌握了几种寻找系外行星的方法。

直接观察

足够大的望远镜将能够从恒星上看到足够大且遥远的行星。但是为此，您必须尝试使用特殊设备。为了消除恒星的明亮光，可以使用日冕仪搜索行星-望远镜光学方案中的不透明圆盘，可让您阻挡来自明亮光源的光。结合自适应光学系统，该系统使您可以考虑与邻近恒星相距较远的大型行星。最好在红外线中找到“年轻木星”，因为从形成时起，它们就保留了很高的热辐射。

双子座和VLT天文台的8米望远镜上已安装了几台冠冕仪，它们提供了高分辨率。如今，只有少数外星系统已经可以考虑。有时，这个系统还太年轻，以至于还看不到行星，但是，例如HR 4796中的原行星盘在230 sv的距离内清晰可见我们几年。

Beta Painter的恒星甚至能够追踪行星的轨道运动长达两年，

而哈勃太空望远镜也由于对恒星Fomalhaut周围的尘埃盘进行了多年观测而设法检查了行星。

在未来的几年中，通过直接方法发现和检查的系外行星的数量只会增加，但是到目前为止，已经发现并调查了单个天体。美国宇航局正在领导一个太空观测项目Exo-S，由一个单独派生的望远镜和一个冠冕仪组成。但是预计的发布日期尚未公布。

过渡方法：

这种间接方法使您可以确定行星的数量，它们的大小，轨道周期和轨道参数。在某些情况下，甚至有可能获得关于大气成分的粗略想法。目前，这种方法是发现行星数量的记录保持者，主要是因为它允许望远镜跨区域工作，而不是专注于一个目标。

过渡法的工作原理是光度法。在观察过程中，记录了恒星的光度。如果一颗行星在我们与恒星之间经过，那么恒星的亮度会降低，并且此刻会记录在亮度图上。

如果亮度下降有规律地发生并且始终相等，则可以假定这种影响是由行星引起的。

不仅行星会引起恒星亮度的波动，还可能是内部循环或伴星。因此，运输方法需要通过独立的方法进行确认。现在有数千名过境候选人逐渐确认或拒绝。

尽管这种方法取得了成功，但它的缺点仍然很明显：

首先，该行星应该是幸运的，其轨道位于我们从地球凝视的线上。例如，金星每7.5个月绕太阳飞行一次，在我们和他之间飞行，但最近的一次凌日是2117年。水星的飞行次数更多，我们正在等待5月9日最近的过境。
其次，如您所见，过境方法对靠近恒星的行星尤其是大行星更有效。正是通过运输方法才发现了许多所谓的“热木星”-靠近恒星的巨型行星。令人奇怪的是，这些发现驳斥了先前关于行星系统形成的理论，该理论解释了太阳系中石质和气体行星的分布。
第三，寻找类似地球的系外行星需要很长的观察时间，因为它不足以探测到一次过境，因此需要获得统计数据：至少三个过境。即例如，为了通过运输方法检测地球，外星人必须“不眨眼”地看着太阳三年。

随着航天技术的发展以及开普勒太空望远镜的发射，对大量恒星进行长期连续观测成为可能。为了提高效率，他被送往天鹅座星座。这使我们有了许多发现，但不幸的是，所有这些行星都位于2-3 000 St.的距离。年，所以在身体上接触他们或至少考虑一下，我们只能梦想。

开普勒稳定地工作了4年，直到四个飞轮发动机中的两个出现故障，这使他得以保持方向。而且您至少需要三个才能对准三个轴，因此现在它只能在非常有限的模式下使用两个飞轮，而第三个则是阳光压力。它的性能下降了95％，但是已经积累了太多的统计数据，我们仍然会听到它的帮助下发现的发现。

美国国家航空航天局（NASA）支持麻省理工学院研究所的下一个望远镜项目，以进行100 sv范围内的行星的过境搜索。年围绕着太阳。TESS预计在2017年飞行。看来，其结果将吸引更多的公众关注，因为行星将被“非常近地”发现。

径向速度方法（多普勒频移）是

我最喜欢的方法，因为它提供了惊人的准确性，并且构成其基础的物理原理非常简洁。

但首先，对光谱理论有所了解。我希望每个人都知道彩虹是什么以及它是如何形成的。彩虹是太阳的自然光谱。恒星的化学成分隐藏在辐射光谱中，因为每种化学元素在加热时都会发出自己的颜色。

通过分光计记录辉光，并且通过确定光谱的各种线，可以确定发射物体的成分。如果光穿过行星的大气层或从表面反射，则一部分光会被吸收，并且在光谱中会形成凹陷，表明吸收了光的化学元素。

了解径向速度方法所需的另一个物理现象是红移和蓝移。

当研究中的恒星远离我们时，发射光的波长会拉伸，因此整个光谱会移向红色一侧。如果该元素被移除并发出红色光，则我们已经在红外范围内对其进行了注册，如果绿色，则为黄色，如果蓝色，则为绿色，等等。

蓝移是相反的过程。如果恒星冲向我们，那么它的光谱就会“变成蓝色”-它移向蓝色和紫外线的一面。

这与遥远恒星中行星的存在有何关系？耐心点必须考虑另外一个属性-两个物体在一个质心上的运动。

我们都知道地球围绕太阳旋转。这似乎是事实，但事实并非如此。实际上，太阳和地球围绕相同的质心旋转，而质心与太阳的中心不对应。地球和月球具有这种作用，而冥王星和夏隆在冥王星之外具有质心，因此它们都围绕它们之间的条件点旋转。

当然，地球很小的质量会导致太阳完全微不足道-在50公里以内，但是木星已经稍微给太阳做香肠，迫使太阳偏离了75万公里。即木星和太阳以及冥王星和夏隆围绕着一个空间点旋转。

现在，我们将所有事物简化为一种搜索方法：系外行星绕其恒星旋转，迫使其旋转而偏离质心。因此，对于外部观察者来说，恒星要么先移开然后靠近，要么导致光谱的红色偏移或蓝色偏移。我们可以使用一个相当灵敏的光谱仪，我们可以看到恒星的光谱如何完全根据行星的轨道动力学变成红色和蓝色。

最后，关于方法的准确性：欧洲南方天文台3.6米拉西拉望远镜的HARPS光谱仪使您能够以每秒1米（！）的速度跟踪恒星的运动。一种类似的方法使我们可以在距我们不超过150光年的距离内找到类似地球的行星，而可以在距我们几千光年的距离内找到“木星”。通常，多普勒频移方法用于重新检查通过过渡方法获得的候选行星。

不幸的是，该方法精确地起作用并且需要对每个对象进行多次观测，因此它没有时间跟上开普勒的步伐，也没有时间检查周围的恒星。但是，最近，HARPS努力在离我们最近的恒星Proxima Centauri附近找到一个类似于地球的行星。，是淡红色点项目的一部分。结果尚未公布，但期望值令人鼓舞。

通常，这两种方法：过境和多普勒频移几乎构成了所有搜索的基础：

让我们再介绍一些原始方法，有些保留，但可以使用。

更改反射光的轨道相位

该方法与过渡类似，不同之处在于它不会导致亮度降低，而会导致亮度增加。当恒星的行星处于四分之一相位，并且部分入射光向我们的方向反射时，就会发生这种效应。就像傍晚/早晨的金星的光彩，加上阳光的灿烂。效果取决于系外行星的大小，它与恒星的接近程度以及反射光的亮度。这种方法是粗略的，但是不需要在我们视线内找到行星的轨道。

占星法

与多普勒频移法相似，需要长期观察，但不需要光谱仪。在观察过程中，仔细记录了恒星相对于邻近物体的位置，如果观察到波浪状的偏差，则表明该恒星具有相当大的同伴，迫使恒星围绕共同的质心旋转。很明显，恒星应该很小，而行星则很大，因此，双星和褐色伴生矮星的出现频率更高。

在圣彼得堡附近的普尔科沃天文台已经积累了数十年观测数据的独特天文数据。现在，由于都市的不断发展和天空的照亮，天文台正处于艰难时期。

重力微镜法

一种基于大对象的引力场对光线的偏转影响的原始方法。如果正好在我们的视线范围内，有两个明亮且相当大的物体，就会产生重力透镜的作用。例如，银河系的恒星在我们与另一颗遥远的恒星或星系之间经过。接近恒星的引力会影响远处物体的光线，使它偏转，并形成“透镜”的效果。如果恒星的引力场因系外行星的引力而变形，那么“透镜”将变成“缺陷”-违反规定。

这种方法的发展是寻找由看不见的行星引起的透镜效应，直至漫游没有自己的恒星的银河系。

开普勒最近将目标重新定位在银河系中心进行了类似的搜索。在此操作期间，与望远镜的连接丢失了，但现在已经恢复，现在我们正在等待来自望远镜的有关该方法前景的新数据。

在不久的将来，地球人将了解更多有关其周围环境的信息。詹姆斯·韦伯太空天文台的发射和欧洲极地望远镜的建造，更灵敏的光谱仪的出现取代了HARPS，以及盖亚天文台对天体的“银河人口普查” 的结果，将使人们有可能更好地了解附近和遥远的恒星系统的结构和起源，并找出我们是否有机会找到“备用地球”，外星生命，甚至系外行星的聪明居民。

如何搜寻外星行星？

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