星宇飘零2099

夜空中每一个遥远、闪烁的光点，都是一颗恒星，都具有和我们太阳系一样的可能性。这其中包括：外行星世界的可能性，生命的可能性，文明的可能性！在一个晴朗、漆黑的夜晚，宇宙有着无限的可能，你在仰望星空，而你的对面也可能有人正遥望着你！因此我们在研究恒星的同时，也在探索恒星的行星，因为行星才是生命的摇篮！下面就说下，我们是通过哪些手段研究太阳系外行星的？

研究系外行星要比恒星困难的多

在我们的印象中太阳除了自转应该是固定在太空中的，行星围绕着太阳公，这个想法其实是一个真实情况的近似值，毕竟，太阳的质量约占太阳系质量的99.8% ！但实际上，太阳向其他行星施加引力，那其他行星的引力也会作用于太阳。如果我们把木星放大很多倍，太阳和木星的情况就像上面的动图一样。（这个有些夸张了）

这一点很重要，如果我们现在离太阳系很远，而太阳和另一个巨大的天体正在围绕轨道运行，我们会看到什么？

如果我们处在这个系统的侧面，就会看到太阳运动轨道的一部分朝向我们，另一部分远离我们。对于光而言，当恒星向我们移动时，光会发生蓝移，而当恒星远离我们时，光会发生红移。

通过长时间的观察红-蓝-红-蓝的振荡模式，我们就可以测量：

• 通过震动的幅度，我们就能知道恒星轨道中运行的行星质量，

• 通过震动的周期变化，我们就能知道行星到恒星的距离，

毫不奇怪，用这种方法发现的第一批行星质量非常大，从距离上非常接近它们的母恒星，因为这是用这种方法最容易看到这类行星！但是我们还有第二种方法...

行星凌日法

行星凌日！通常情况下，当我们观察一颗恒星时，恒星会发出大致恒定数量的光线。但是如果有行星从恒星前面经过的话，行星就会挡住一定比例的光线。如果我们的仪器足够灵敏，就可以检测到光发射量的微小变化。

这个方法需要我们观察的角度基本上和行星轨道平面一致，恒星系的其他行星将会依次经过母恒星前面，挡住光线：

• 通过测量被挡住的光量，我们就能知道行星的直径
  

• 通过测量遮挡的周期，我们就能知道行星到恒星的距离
  

在太阳系中我们经常会说水星和金星的凌日现象，这是因为从地球上看，水星和金星是唯一能阻挡太阳光的行星。

这就是开普勒计划目前寻找行星的方法。

总结：研究案例，55 Cancri 一个五行星系统

总的来说，我们现在已经发现了超过1500颗太阳系外的行星！在这些行星中不仅有像水星、金星、地球和火星这样的小型岩石行星。

还有像木星、土星、天王星和海王星这样的大型气态巨星。

我们还发现了“介于两者之间”的行星。换句话说，这些行星看起来比太阳系所拥有的岩石行星要大得多，但却没有气态巨行星那么大。

这就是所谓的超级地球？

我们可以用以上两种方法测量这颗行星：摆动和凌日。我们只要知道了它的质量和半径，就能知道它的密度，也许我们还能知道这颗行星是由什么构成的！

看一下巨蟹星座的55 Cancri，或称rho Cancri，距我们地球只有40光年。首先通过摆动法探测到，55 Cancri至少有五颗行星围绕着它运行。

虽然最外层的四颗行星是像木星那样的气态巨行星，但最里面的一颗55Cancri e是属于超级地球中的一颗。

这颗行星的密度为10.9克/立方厘米，几乎是地球密度的两倍，(地球是太阳系中密度最大的行星)。质量是地球的8倍多，但半径只比地球大63% ！怎么会这样呢？

事实证明，这颗行星可能是一颗像木星一样的气态巨行星遗留的致密、高压缩的核心，并不是一颗简单的金属球！它的表面有可能是石墨，内层是钻石。

我们知道木星的核心是固体，而不是气体。但如果我们把木星推到离太阳很近的地方，木星的外层大气会被太阳剥离或者吞噬。而留下一颗致密的核心。

因此具我们推测55Cancri e原本可能是一个与土星大小相当的气态行星。但随着它的大气层被逐渐剥离，就留下了一个比地球大不了多少的核心，但它的质量和密度要比地球大得多！

这就是我们目前研究探索系外行星的方法。

量子科学论

如今，关于发现太阳系外行星的消息不绝于耳，甚至发现太阳系外宜居行星的消息也不时传来，已经不是什么新鲜事儿了。那么，距离遥远且自身并不发光的系外行星，是如何被地球上的人类发现的呢？

北京天文馆副馆长陈冬妮曾在我们北京日报科技版撰文解答过这个问题。

我们一般人最可能想到的方法，就是用望远镜直接“看见”系外行星。

但是，和恒星相比，行星实在是太黯淡了。一般来说，行星在可见光波段的光度只相当于其母恒星的百万分之一，甚至更少，而且行星的光亮通常都会消失在恒星耀眼的辉光中。利用现阶段的观测工具，很难直接获得行星的可见光影像。

不过，这并不是说，这样的方法完全不可行。

挡住母恒星的光亮，直接拍摄到行星的图像，人类确实用这样的方法也发现了一些系外行星。

不过要说明，这样的所谓“看到”，也不是在可见光的范围内，而是在红外波段拍摄的。再一点，这样“看到”的系外行星，都是个头很大而且远离母恒星的“超级木星”。因为在红外波段，这些高温行星辐射出比在光学波段多得多的辐射，因此获得它们红外波段的图像相对容易。

虽然这是最直接也最可信的方法——眼见为实，连“艳照”都拍下来了，还错得了？——不过，这样发现系外行星受到很多局限，成果也并不多。

下面我们就来介绍两种目前最主要的发现系外星的方法。

其一是所谓视向速度法，天文学家可以测量行星通过引力作用对其母恒星运动产生的影响，间接推测出行星的存在。

1995年10月6日，瑞士日内瓦大学两位天文学家米歇尔·迈耶和戴帝俄·奎罗兹，在飞马座一颗恒星附近发现的行星，是第一颗被确认的围绕主序星运行的太阳系外行星。他们采用的就是视向速度法。

在行星绕母恒星公转的同时，母恒星也会绕着恒星－行星系统的质心运动，如果某颗恒星在视线方向（朝向或远离地球的方向）的运动发生变化（很有可能是由于它的附近有行星存在），就会体现在它的光谱上，也就是我们熟知的多普勒效应。当光源远离我们运动时，谱线会向光谱的红端移动，我们称为红移，相反，如果光源朝向我们运动，谱线会发生蓝移。

目前的观测技术可以检验出恒星低至每秒1米的视向速度变化。这种探测方法有一个无与伦比的优点，它对恒星本身的性质没有过多要求，基本上任何类型的恒星都可以用这种办法来检测是否有围绕其运行的行星存在。

视向速度法最大的缺陷之一是无法确定行星的真实质量，但如果可以通过其他方法确定母恒星的质量，就能够推断出行星的真实质量。

这种方法目前仍然是采用最多、成果最丰硕的发现系外行星的方法。

其二是所谓凌星法。它依据的原理其实更为简单。与我们熟悉的日食和月食原理一样，当母恒星的行星刚好从它和地球之间经过时，行星就会遮挡住一部分来自背后母恒星的光芒，在地球上会观测到母恒星的亮度有所下降，亮度下降多少主要与恒星和行星的尺寸有关。通过测量恒星的亮度变化，能够推断出行星的存在，同时得到行星大小的信息。

凌星法在诸多搜寻太阳系外行星的方法中，仅次于视向速度法，在过去的二十年间发现了很多系外行星。

此外，天文学家们还会用凌星持续时间变化法、微引力透镜法、天体测量法、脉冲时变法、变星时变法、相对论光束法、偏振法等办法来寻找太阳系外行星，但最常用、搜寻效果最好的，还是看起来原理更加简单的视向速度法和凌星法。

洪良

系外行星不如恒星那般耀眼，因此天文学家一般先寻找系外恒星。而判断这颗恒星是否有行星围绕一般靠两种方法。第一种就是观察恒星的明暗变化。恒星一般情况下都是稳定的光源，因此如果发现一颗恒星有周期性的明暗变化，就说明有行星围绕这颗恒星公转。

另外一种方法就是观察恒星的位置变化。如果一颗恒星会有小幅度摆动，就说明它在对行星做功。道理和我们掷链球时旋转会绕质心小幅摆动一样。行星的轨道半径越小，摆动频率越高，质量越大摆动幅度越大。因此根据公式就可以计算出行星的质量等相关信息。不过恒星和行星之间的质量差别很大，因此要求高精度的测量仪器（精度要求至在1角秒以下），否则这种摆动很难被发现。测量是否摆动也通过直接观测或者观察多普勒效应来判断。当然，这种方法也同样应用到了行星卫星的推测上。通过这两种方法，科学家就可以初步了解到系外行星的基本信息。

细思极趣

科学家发现太阳系外行星的方法有很多种，不过一般都是利用天文望远镜观测到的各种数据，间接获得系外行星存在的证据。

对于距离较近的系外行星，可以确定行星的大小及公转周期等少量数据。距离太远了，基本就只能猜测可能有一颗行星绕恒星运动。要想测定系外行星的成分就更困难了，几乎不可能。不过可以通过观测恒星的光谱来猜测行星的可能成分。

1992年，人类利用脉冲星计时法观测到了第一颗系外行星，亚历山大·沃尔兹森和戴尔·弗雷使用这种方法发现了环绕着恒星PSR1257+12的行星。天文学家于2008年首次拍到了太阳系外行星的直接图像。截至目前，科学家总共发现了大约1000多个系外行星。

目前科学家搜寻系外行星的方法主要有7种，包括天体测量学、利用狭义相对论、脉冲星计时法、直接观察法、重力微透镜法、径向速度法、行星凌日法。不过这些方法各有利弊，需要根据具体情况进行使用，目前为止使用最广泛且最具成效的方法是径向速度法。

虽然方法各不相同，但原理都大同小异。系外行星不发光且距离地球太远，用天文望远镜几乎观察不到。但系外行星的存在会对其所环绕的恒星产生某些影响，科学家们通过观察恒星的光芒及运动等微小变化，就可以确定系外行星的存在。

这些观测数据包括：恒星在天空中运行轨迹的变化、恒星的亮度因行星运动而发生的变化、恒星的二级光变曲线、恒星受行星引力拖曳而产生的多普勒频移……

科学探索菌

请你了解一下凌日法，就是当某一或多个系外行星运行到其母恒星与地球中间，并且恰巧形成了三点或多点成一线，从地球方向观测该系外行星阻挡住其母恒星发出的光、射线等物质，使其母恒星突然变暗、变弱，当该行星离开这条线时其母恒星会迅速恢复原来的状态，而这个过程恰巧被地球上及太空中人造观测设备观测到，这就叫凌日法，是目前人类探索寻找系外行星和生命的主要方法，此外该系外行星是否宜居且拥有生命体系还要看它（按太阳系和地球标准）是否在适当的宜居带位置、宇宙空间环境、是否拥有液态水、大气、体积、温度等因素能否满足生命的生存条件。

李晓刚334

是通过光谱发现了，宇宙非常大，光的传递非常久。有的甚至要几百亿年。通过哈勃望远镜进行光谱分析，就能得到几百亿年前那个星系是什么样子？不过我们看到的只是过去，因为宇宙非常大，光传递非常久，从永看不到现在那个星系是什么样子？只有几百亿年后，我们才能看到现在那个星系的样子。

柚子爱动物

这个问题是科学才知道的问题。但根据本人的爱好也了解一点，是根据恒星发出的光变暗程度推出行星的大小及位置的。

玩遍天下瓷

有几种方法，行星的运行会使恒星向行星方向少量移动，这种规律振动就是发现行星的一个条件。

行星运行会挡住哼的光使恒星光减弱。

最后也是最难的至今只用这种发现一颗，直接观察

nt01

太阳系外行星大多数是指太阳系以外的行星，历史上天文学家大多都相信太阳系外存在很多行星。探测搜寻系外行星的方法有多种。大体分为利用狭义相对论搜寻、天体测量、脉冲星计时法、直接成像法、凌日法等。

碧海蓝天1923105

凌日法，简单地说就是通过观察恒星发出的光被周期性的遮挡来发现行星并推测其周期等其他属性

關鍵字: 科学 科普一下 外行星