为什么科学家发现到的系外行星那么少?其实原因也不难理解
随着科技的不断进步,人类观测系外天体的数量在不断攀升,新发现的系外行星也与日俱增。
与此同时,我们还要清醒地意识到一个现实:人类目前发现到的系外行星其实少得可怜。
那么,究竟是什么原因导致科学家发现的系外行星数量这么少呢?
其实原因很简单,一是距离太远,二是观测的天体又太小,才造成了这样的局面。
这很好理解,一个鸡蛋放在我们眼前,我们能看得清清楚楚,而一个篮球放在一公里外,我也就完全看不见了。
同样的,行星也是如此。细心的小伙伴应该已经注意到了,每次科学家提到系外行星如何如何,其体积几乎都比地球大,而且大部分都大得多。
为什么呢?是因为太阳系外没有普通行星或者小行星吗?
其实不然。恒星的形成机制大致相同,原材料也相同,没理由不产生同样的结果。事实上,宇宙中像太阳系一样充斥着无数天体的恒星系可能要用“无数”来形容。即使是我们目前观测到认为没有行星的恒星,周围可能也充满了小天体。
只不过,由于距离太远,观测手段又不够先进,因此我们还无法看到它们实际的情况。
说到观测手段,我们就要给大家讲讲,科学家是如何发现系外行星的。
其实稍微动脑想一想就知道,观测千百光年以外的天体,单纯通过望远镜放大倍数来观测,是不太现实的。为了寻找系外行星,科学家必须采用其他的手段。
那么,科学家都用哪些手段来寻找系外行星呢?今天咱们就来说一说。
一、凌日法。白天的时候,你走在外面,突然天空有一点变暗了。你不需要抬头也知道,这是有云彩遮住了太阳。同样的,当科学家观测系外恒星时,发现恒星变暗,就知道可能有什么天体挡住了它。
怎么让可能变成确定呢?这就要分析变暗的规律,是否符合行星遮挡的规律。当然,这种变暗的程度极小,需要使用先进的科学仪器才可以观测到。目前科学家扩大了凌日法的适用范围,甚至开始用来寻找系外卫星。
二、天体测量学。说简单一点,就是行星的微弱引力也会对恒星运行产生影响,通过精密仪器观测恒星运行的变化来寻找它周围的行星。
不过,这种方法其实效率极低,目前也只有一颗记录在案的系外行星是通过这种方法找到的。据说科学家已经改进了这个方法,有望在未来逆袭成为重要的寻找系外行星的方法。
三、狭义相对论法。利用引力对天体的光子产生的微弱影响,来寻找系外行星。这个方法目前发展还不很完善,也只发现了一颗系外行星:开普勒-76,它也被命名为“爱因斯坦的行星”。随着这个技术的完善,未来也会有更多系外行星因此被发现。
四、脉冲星计时法。这是利用脉冲星的脉冲变化来寻找系外行星的方法,不过看名字就知道,它只能找到脉冲星附近的行星。不过脉冲星是死亡的恒星,所以它附近的行星,恐怕也未必有生命,也不适合人类生存。
五、直接成像法。当然,如果望远镜足够强大,系外行星足够大,也是可以利用望远镜直接观测到的,这样观测的行星,我们也能得到更多的信息。但是毕竟难度极大,对技术要求过高,而且要求行星体积足够大,又不能离恒星太近导致被恒星的光芒掩盖,所以目前人类制造出的能这样寻找系外行星的望远镜还极少,发现的案例也较少。
六、重力微透镜法。其实也是利用了狭义相对论的原理,不过狭义相对论法利用的是星球表面的光子变化,这个方法是利用星球射出来的光线的变化来观测。目前来说,这是唯一能用来寻找和地球差不多质量(注意,不是体积哦)的系外行星的方法。
七、径向速度法。这是目前科学家寻找系外行星最有效的方法了,其原理和第二条(天体测量学)很类似,但是又利用多普勒效应对恒星光谱的研究。根据目前的科技,科学家已经可以测量出1米/秒的速度变化。
不过,这个方法也有很大的局限性。虽然发现的行星数量多,但是对行星的信息准确率很低,只能推测出行星的质量下限,而且通常只有真是质量的20%左右。而且,一般只能找到10光年以内的行星。
随着科技的发展,科学家还会找到更多的方法来寻找系外行星。相信总有一天,我们不仅可以找到更多系外行星,甚至可以飞过去近距离观测它们。
只是不知道,这个梦想还要用多久才能实现……