系外行星，或太陽外行星，是繞着我們太陽以外的恆星運行的行星

01

系外行星

1、你有沒有看過天空，想知道生命是否存在於宇宙的其他地方？

天文學中最令人振奮的發展之一，也可能讓我們有朝一日能夠肯定地回答這個問題，那就是不斷髮現的系外行星：環繞太陽以外恆星運行的行星。到目前爲止，地球是我們唯一知道生命存在的地方，但我們正在尋找一顆能夠圍繞另一顆恆星承載生命的系外行星。

爲了做到這一點，科學家們認爲，系外行星必須在一個稱爲“宜居帶”的區域(通常被稱爲“金黃帶”)繞其主恆星軌道運行，這一區域的定義是，在地質時期，液態水在其表面存在的距離正好與它的宿主恆星相距。此外，由於一顆系外行星的大氣層將因生命的存在而改變--只有生物才能改變它--科學家們認爲，一個潛在的承載生命的系外行星必須有一種與地球大氣歷史的某個階段相匹配的大氣化學物質。

2、尋找外行星

系外行星是宇宙中最難找到的天體之一。與它們的宿主恆星相比，它們是很小的，而且它們是黑暗的，沒有發出它們自己的任何可見光。尋找遙遠恆星周圍的系外行星有點像試圖拍攝燈塔旁邊的蚊子。

天文學家們從來沒有錯過過一個好的挑戰，他們發現了幾種聰明的技術來找到那些蚊子。它們中的大多數都是通過觀察行星如何影響恆星發出的光來尋找行星的線索。儘管天文學家已經使用了至少六種技術，但絕大多數已確認的系外行星都是通過兩種不同的方法中的一種找到的，這種方法可以探測一顆軌道行星如何影響其他恆星的光。

02

技術方法

1、通過這些測量，我們可以瞭解行星軌道的長度，並大致瞭解它的質量

這一術語的技術術語是徑向速度法。第一批圍繞正常恆星運行的系外行星是通過尋找恆星運動中的微小擺動而發現的。牛頓的引力定律告訴我們，對於恆星和軌道行星之間的每一次引力作用，在恆星上都有一個相等的相反的反應。因此，當一顆恆星的引力拖曳着一顆行星，把它拉進圍繞恆星的軌道時，行星的引力也會拖曳着這顆恆星，使它在行星繞着它轉的時候來回擺動。

天文學家通過檢查恆星的光譜和尋找光譜特徵的細微變化來尋找這些微小的恆星擺動。這些變化表明恆星的運動發生了變化，揭示了軌道行星的存在。通過這些測量，我們可以瞭解行星軌道的長度，並大致瞭解它的質量。

2、凌日法揭示了行星的物理大小和軌道的長度，但它並沒有揭示地球的質量

凌日法揭示了行星的物理大小和軌道的長度。然而，它並沒有揭示地球的質量。科學家們現在認爲我們星系中的大多數恆星都有行星圍繞着它們運行，但是這些星系的方向是隨機的。如果你想象一顆恆星在餐盤的中心，而一顆行星在盤子的邊緣繞着一個圓運行，我們看到一些系統面對着，就像從上面看着盤子，而另一些則看着邊緣，對我們來說，就像舉起你的盤子，看着邊緣。大多數系統是介於兩者之間的，這就像將你的盤子放在正面和邊緣之間。與地球相比，行星系統的方向被稱爲傾斜度，這會對我們是否看到行星產生很大的影響。

外面的行星系統中有一小部分是定向的，這意味着當行星繞着它的恆星運行時，它會在恆星和我們之間通過，從而阻擋恆星發出的一些光。對於這些系統，每次行星在它們的恆星前面經過時--天文學家稱之爲凌日--望遠鏡都能探測到我們從恆星中看到的微小的光滴。

通過長期仔細觀察恆星的亮度，天文學家可以創建一個叫做光曲線。當一顆在軌行星在其軌道上通過恆星時，它會產生一個很小的傾角。這種傾斜每次發生在行星繞其恆星運行時，因此看起來就像光曲線中的重複模式。這個傾角的大小告訴我們行星的大小(與恆星的大小成比例)。由於行星與它們的恆星相比一般都很小，這種下降通常只有十分之一。木星大小的行星是最容易被探測到的，因爲它們的大小很大，但地球大小的行星卻很難看到。

3、大多數已知的凌日系外行星都是由美國宇航局開普勒任務發現的

大多數已知的凌日系外行星都是由美國宇航局開普勒任務發現的。開普勒數年來一直盯着一片天空，觀察着大約10萬顆恆星的亮度。與凌日相比，行星發光引起的光線曲線的微小變化是很小的，但在罕見的情況下，在紅外光中也能看到。

一旦行星候選物被通過凌日法探測到，像美國宇航局的斯皮策太空望遠鏡和凱克天文臺這樣的紅外望遠鏡就會採取行動，在更長的波長上進行進一步的觀測以確認探測結果。通過共同努力，這些望遠鏡和它們不同波長的光到目前爲止已經能夠確認100多個行星。天文學家認爲這只是冰山的一角，現在認爲我們星系中的大多數恆星都可以容納行星，這意味着有數十億顆恆星就在那裡等待着。