天文小科普:什么是系外行星?科學(xué)家這樣回答
? ? ? 或許你在科幻小說(shuō)中見(jiàn)過(guò)一個(gè)奇異且精彩的太空世界,我們還不確定在那些世界中會(huì)有怎樣的存在,但可以確定的是,多數(shù)星球并不像你喜愛(ài)的科幻故事中的那樣。
? ? ? ?NASA正在研究它們,它們被稱作系外行星:不在太陽(yáng)系內(nèi),不繞太陽(yáng)軌道運(yùn)行。它們中的多數(shù)圍繞其它恒星運(yùn)轉(zhuǎn),還有一部分在恒星間漫步游蕩。事實(shí)上,這些星球離我們無(wú)比遙遠(yuǎn),甚至向它們發(fā)射太空探測(cè)器都只是夢(mèng)想。因此,我們只能用其他形式研究它們,比如,我們?cè)谑褂玫孛嫱h(yuǎn)鏡時(shí),可以觀測(cè)到遠(yuǎn)超太陽(yáng)系外的星球。這就是系外行星,宇宙中,它們無(wú)處不在。
實(shí)際上,從現(xiàn)今的觀測(cè)成果來(lái)看,不僅太陽(yáng)系中行星的數(shù)量要遠(yuǎn)大于恒星,放眼我們的所在的星系—銀河系中,也有數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的行星系統(tǒng)。在晴朗的夜空中,你看到的每顆星都是類似于太陽(yáng)一般的恒星,且有數(shù)量不等的星球以它為軌道。但并不是所有恒星的都是相同的,大體積的恒星亮度更高、溫度更高,但壽命卻更短,小體積的恒星,就像我們的太陽(yáng)或紅矮星的壽命相對(duì)更長(zhǎng)。但即使是看起來(lái)溫和、溫度稍低的紅矮星也會(huì)在生命晚期釋放強(qiáng)大的能量摧毀它的行星,我們一直試圖尋找一種能持續(xù)提供穩(wěn)定條件的以供生命繁衍進(jìn)化的恒星,就像我們?cè)诘厍蜻M(jìn)行的漫長(zhǎng)演化過(guò)程。
? ? ? ? 太陽(yáng)系外行星的觀測(cè)難度很高,不僅因?yàn)樗鼈兙嚯x我們無(wú)比遙遠(yuǎn),同時(shí),也因?yàn)樗鼈儽蛔约汉阈堑墓廨x掩蓋。因此我們使用了一些更聰明的辦法去探索它們,甚至給它們中的部分拍了照片。我們可以觀測(cè)到什么呢?當(dāng)然有很多,我們可以確定它們的質(zhì)量體積、它們與自身恒星的軌道距離,結(jié)合其它信息,我們還可以推斷它們的溫度條件、它們地表存在的物質(zhì)或者,它們是否擁有地表。
可以說(shuō),它們中的一部分是像木星一樣的氣態(tài)巨行星,然而其他的則更像‘放大版’的地球。對(duì)于其中一部分,我們能認(rèn)定它們擁有大氣層,甚至可以知道大氣層中的氣體成分。大部分的系外行星與我們的地球是迥然不同的。它們擁有著令人奇怪甚至是難以置信的多樣性,比如遠(yuǎn)大于木星的氣態(tài)巨行星,擁有著巖漿海的巖石行星或正在下玻璃,寶石‘雨’的行星。而弄清它們?cè)谛行羌易逯惺窃趺磁帕械氖且粋€(gè)很有意思的事情,因?yàn)闀r(shí)至今日我們并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)很多像我們一樣的系外行星。它們很多是處于非常不同的排列當(dāng)中的,所以可能我們才是那個(gè)‘異類’:)。
它們一些離主星非常近,一些又超級(jí)遠(yuǎn),一些甚至圍繞著不止一顆主星公轉(zhuǎn)。可以想象一下,天空中出現(xiàn)兩顆,三顆太陽(yáng)的情況。所以我們?yōu)槭裁匆芯肯低庑行悄???dāng)然,對(duì)于尋找存在它們當(dāng)中的系外生命的興趣是一個(gè)很重要的因素。我們想知道更多關(guān)于,是什么讓行星成為了為生命提供合適成分和條件的地方的,換句話說(shuō)就是宜居性。這是怎么來(lái)的?在宇宙中很常見(jiàn)嗎?我們一直認(rèn)為:大部分的生命萌發(fā)行星是那些與地球擁有一系列條件的。
比如,相似的大小和構(gòu)成、距主星合適容許表面存在液態(tài)水的距離。在遙遠(yuǎn)的距離上觀測(cè)這些特征是一個(gè)很有挑戰(zhàn)的事情,但我們一直在努力。系外行星也教會(huì)了我們很多事情,而對(duì)系外行星的研究,也可以讓我們更好地了解地球。從上世紀(jì)九十年代發(fā)現(xiàn)第一顆系外行星,到現(xiàn)在我們我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾千顆。我們正在調(diào)查系外行星以了解它們的多樣性。我們發(fā)現(xiàn)的越多,對(duì)它們的好奇心就越強(qiáng),就越想探索太陽(yáng)系外的行星。
相關(guān)知識(shí)
系外行星或外太陽(yáng)系行星就是在太陽(yáng)系外的行星。在1917年,發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)可能是系外行星的證據(jù),但至今還未被確認(rèn)[4]。第一個(gè)被確認(rèn)探測(cè)事件的發(fā)生在1992年。它是在確認(rèn)一顆最初1988年發(fā)現(xiàn)的不同行星之后,緊接著被確認(rèn)的。截止2021年4月1日,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了存在于3478個(gè)系統(tǒng)中的4707個(gè)系外行星,其中770個(gè)系統(tǒng)都包括不止一顆行星[5]。