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上部 說史 二十五 神奇的行星凌日

上部 說史

二十五 神奇的行星凌日

在第一顆系外行星被發現的4年後,好運氣落到了美國加州理工學院的天文學家戴維·沙博諾頭上。他用視向速度法發現一顆叫做HD209458的恆星有行星圍繞,接著他利用哈勃望遠鏡對這顆恆星的亮度進行了觀測並記錄。結果,神奇的一幕發生了,我們找到了尋找類地行星的方法。
行星凌日法終於在理論上允許人類通過望遠鏡發現太陽系以外的類地行星了。有了這個強大的理論,天文學家普遍認為找到第一顆類地行星僅僅是時間問題,沒有任何懸念。這又是一場新的九*九*藏*書競賽,就像當年瑞士人第一個發現系外行星一樣,要在這場競賽中獲得勝利,除了要有毅力和耐心,還需要幸運女神的垂青。本以為系外類地行星發現的激動日子很快就會到來,沒想到這一等就是五六年。
用這個辦法尋找行星是具有劃時代意義的,因為要觀測恆星的亮度變化比觀測多普勒效應要「容易」,準確地說是精度更高。這個精度足以讓我們發現質量較小、離恆星較遠的類地行星。通過恆星亮度衰減的多少以及凌日的時間等數據(再配合視向速九*九*藏*書度法測量的數據),我們還能夠比較精確地計算出這顆行星的質量、體積、軌道周期、與恆星距離等數據。
這顆恆星的亮度每隔7天會減弱一次,亮度會丟失1.5%,每次持續幾個小時,非常有規律。天文學家馬上就意識到這一恆星亮度有規律變化的發現又是一個天賜的禮物,為什麼會變化呢?其實很簡單,從我們觀察者的角度看過去,圍繞著這顆恆星旋轉的行星每隔7天從恆星的表面經過一次,這種天文現象我們稱之為「行星凌日」。這在太陽系經常發生,比read.99csw.com如說日食其實就是月球凌日,從我們觀察者的角度看過去,月亮擋住了太陽,所以太陽會驟然變暗。
而在等待第一顆系外類地行星發現的日子里,美國加州伯克利大學的一幫年輕人為尋找外星人的事業做出了一個奇特的貢獻。

圖1-26 恆星HD209458的亮度有規律地衰減
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不過呢,雖然精度是夠了,要尋找到類地行星仍然是相當的不易。首先,一顆行星要能夠相對我們產生凌日現象,它的運行軌道必須和地球在一個平面上。如果地球是處在「俯視」的位置上,那麼就永遠不可能觀察到凌日現象,而二者處在同一個軌道平面的幾率只有大約百分之一。
然後,一顆較小的類地行星的公轉周期往往要長達數年,這裏面就有一個邏輯嚴謹性問題。如果你第一次觀察到恆星亮度變化,這還不足以證明有行星凌日,可能會有其他偶然因素干擾。當第二次觀察read.99csw.com到恆星亮度變化,也還不能確保是行星凌日。只有當再次經過和前兩次相同的間隔時間第三次又觀察到了恆星的亮度變化,而且亮度變化的幅度和持續時間都相同,才能算是證據確鑿。
最後,還得有點好運氣,行星凌日的時候必須得是晚上,天文學家也是屬於那種乾著晝伏夜出工作的人群。因為系外行星的公轉周期不可能恰好是24小時的整倍數,所以很有可能第一次凌日發生在晚上,第二次就發生在白天了,那麼就又得多等一個周期才能再次在晚上觀測到凌日。所以你看看,天文學家得是多麼耐心的一群人啊!