我们在欢呼发现类日恒星周围的行星时，且保持警醒，我们无法通过这个方法发现更多的系外行星。即便有发现，也是公转周期短、距离恒星非常近的天体，就比如飞马座51b行星，温度达到5000多摄氏度，俨然一个地狱的代名词。

出品：太空伊卡洛斯

第一颗绕着类日恒星运行的系外行星飞马座51b的发现让今年的诺贝尔物理奖非常有趣，我们不妨来详细说说，发现飞马座51b的技术原理，以及这个科学技术对于今后发现系外行星有何影响。需要指出的是，飞马座51b系外行星并非人类发现的第一颗系外行星，而是第一个类日恒星周围的系外行星，这验证了一句话：来得早不如来得巧，人类发现的第一颗系外行星这个成就碌碌无为，没有得到诺贝尔级的科学肯定，恰恰是类日恒星周围的系外行星获得了肯定。

图注：飞马座51b系外行星的想象图，拥有一个超高温表面。

图注：飞马座51b系外行星轨道距离恒星太近

第一颗系外行星位于一颗快速转动的脉冲星周围，脉冲星可是一个超级致密的天体，是大质量恒星遗留下来的核心部分，每隔不到1秒的时间，脉冲星可释放出强大的脉冲，好似我们夜晚看到的来自远处灯塔照射过来的信号，因此得名脉冲星。当系外行星绕着脉冲星转动的时候，它们会轻微地拽动脉冲星，造成摇摆，从而导致脉冲星向地球发出放射线频率的细微变化，我们因此发现了第一颗系外行星。

技术源于1842年

从技术角度看飞马座51b的发现，其实非常乏味，我们几乎看不到任何未来。发现飞马座51b的技术来自多普勒频移测量，这不算一项新的技术，天文学家对恒星的多普勒频移测量技术诞生于1842年，到了1995年，麦耶和奎洛兹在研究中才取得了一些进步，把仪器的精准度提高至新的高度，并监测着恒星的最细微变化。这说明用于飞马座51b的观测技术与发现脉冲星周围的系外行星不一样，用于研究脉冲星周围系外行星的技术由脉冲的固定频率决定，因此这一技术并不适用于对类日恒星的观测。

图注：多普勒频移测量技术在系外行星观测上的应用，图片由头条号太空伊卡洛斯制作。

我们只能对恒星自身的移动进行细致观察，天文学家耗费了几年的时间才改善了相关技术，这就是光谱变化。天文学家使用分光计将遥远天体的光进一步分解成多种组成部分，其实就是一道彩虹。通过光谱的帮助，天文学家就可以从光谱上遗留的光谱指纹，找出已知元素的一系列特征，包括氢和碳。天文学家还可以据此重复的对恒星进行有效观察，从中发现光谱的变化。光谱的变化还能够揭露恒星通过多普勒频移进行的运动，就如同救护车经过我们时，我们听到的呼啸声忽大忽小；当一个光源靠近你的时候，光线以高频率移动，当光线离你越来越远，则光线以低频率和红光方向移动。

最终，飞马座51b行星出现在高敏分光镜上，需要指出的是，这个分光镜只能分辨出距离恒星不到1000万公里轨道上的行星，如果行星距离恒星太远，那么就无法探测到。这就是光谱探测法的一个弊端，因此我们在欢呼发现类日恒星周围的行星时，且保持警醒，我们无法通过这个方法发现更多的系外行星。即便有发现，也是公转周期短、距离恒星非常近的天体，就比如飞马座51b行星，温度达到5000多摄氏度，俨然一个地狱的代名词。

图注：热木行星过于靠近恒星，其温度普遍非常高。

凌日法的逆袭

2009年，开普勒系外行星探测器升空之后，科学家发现通过凌日法可以发现大量的系外行星。其技术原理是当系外行星路过恒星盘面的时候，恒星亮度就会出现微弱的变化、变暗，因为行星遮挡了。起先这个方法发现了大量热木行星，因为此类行星的体积大，遮挡效果明显，很容易被发现。但我们并非要找到如此多的热木行星，我们的目标是类地行星。偏偏类地行星的体积小，比如地球、火星，都远远小于木星。因此要用凌日法发现类地行星，还需要进行技术上的升级，提升灵敏度，这样才能发现更加微弱的恒星亮度变化。

图注：由凌日法观测系外行星的原理，系外行星是图中灰色圆圈，路过恒星盘面的时候，会引起遮挡。

凌日法的提升效果笔者认为与引力波的发现是类似的，引力波之前没有探测到的最大原因就是灵敏度不够，LIGO通过升级提升了灵敏度，也发现了引力波。如果改进凌日法，提升灵敏度，那么发现类地行星的概率就会大大增加。凌日法还有一个优势，可收集到系外行星大气层的光谱信号，通过光谱分析，我们可以得出这款行星的大气层中有哪些元素，如果有氧气也能发现。除了凌日法，还有摇摆法等，都需要极高的灵敏度才能探测到类地行星，这也是为什么目前发现的类地行星偏少，热木行星偏多的原因。

图注：这就是飞马座51恒星的观测图像，这个恒星系统不太可能有生命

综上所述，飞马座51b行星虽然在类日恒星周围，但其轨道比水星轨道的半径还要小，表面温度极高，根本不适合任何已知的生命形式存在。从系外行星角度看，飞马座51b行星这颗星球代表着地狱，但科学家却视为希望，因为它开启了类日恒星周围的系外行星探测序幕。接下来，如果要想发现更多的系外行星，只能不断提升观测灵敏度，才有望发现太阳系之外的类地行星，进而找到地球2.0行星。