为什么很难找到围绕遥远恒星运行的行星?

几千年前，我们就知道太阳系中有行星绕着太阳运行，但直到1995年，我们才发现了一颗绕着遥远的类太阳恒星运行的行星。寻找围绕遥远恒星运行的行星是很困难的，因为行星比它们所环绕的恒星暗得多，而恒星和行星都离得很远。这有点像在晚上试图看到一只蚊子，从100英里外的汽车大灯旁边飞!那么，我们如何在这个世界上找到其他世界呢?

一个小日食带来了一个大突破

2000年，天文学家将望远镜对准了一颗名为HD 209458的恒星，取得了突破。HD 209458比太阳稍大一些，温度也更高一些，位于150度左右光年离开，在飞马座。天文学家们非常仔细地测量了这颗恒星的亮度，其精度足以探测到这颗恒星亮度的微小变化，哪怕只有1%。他们在两个不同的夜晚测量了这颗恒星的亮度，发现这颗恒星在三个小时内变暗了约1.5%，然后在两个不同的夜晚恢复到正常亮度[1］．

亮度的微小变化，显示在图1这是一个巨大的发现，因为它是由一颗经过地球和HD 209458之间的行星引起的。由于这颗行星挡住了HD 209458发出的星光，地球上的天文学家测量到的星光比正常情况下略少。缺少星光的数量告诉天文学家这颗行星有多大。如果行星很大，它会挡住很多恒星的光，如果行星较小，比如地球，它只会挡住恒星的一小部分光。当一颗行星从一颗恒星前面经过，挡住了恒星的光线，我们称之为a交通．

HD 209458消失的光量(1.5%)一定是由一颗比木星还大的行星造成的，木星是太阳系中最大的行星。他们将这颗系外行星命名为HD 209458 b。小b代表它是该星系中发现的第一颗行星(如果后来在同一颗恒星周围发现了行星，它们将被赋予字母c，然后是d，等等)。虽然HD 209458 b的大小与木星相似，但它与木星有很大的不同。木星绕太阳公转五圈更远的而HD 209458 b绕它的恒星公转21圈更紧密的比地球。因为HD 209458 b离它的恒星非常近，所以它的温度非常高——大约1200°C!和木星一样，这颗行星是一颗“气体巨星”，这意味着它没有固体表面。没有表面且温度如此之高，HD 209458 b不是一个寻找生命的好地方。

发现数千颗行星

现在我们知道了如何发现一颗行星——我们非常仔细地测量一颗恒星的亮度，如果它在凌日过程中亮度下降了几个小时，我们就可能发现了一颗行星!但是从2000年开始，成千上万的人已经发现了许多行星。天文学家是怎么发现这么多的?

迄今为止发现的大部分行星都是由太空望远镜发现的开普勒太空望远镜该望远镜观测了15万颗恒星4年，每半小时测量一次精确的亮度。在亮度测量中，超过2000颗恒星显示了凌日现象，揭示了一整个行星动物园的存在，这些行星的大小从水星到木星不等，以及介于两者之间的一切。2］．

中等大小的行星惊喜

最大的惊喜之一是开普勒太空望远镜发现的最常见的行星大小介于地球和海王星之间。地球是太阳系中最大的岩态行星，海王星是太阳系中最小的气体行星。在我们的太阳系中，还没有一颗行星的大小介于地球和海王星之间大多数被发现的行星开普勒在这个尺寸范围内。今天的天文学家们正在努力弄清楚这些中等大小的世界是什么样子[3.］．它们是像迷你海王星那样的小型气体行星，还是像超级地球那样的大型岩石行星?

不太热，也不太冷——刚刚好!

你可能会想，“我们能在这些星球上生活吗?”天文学家正试图回答这个问题。更具体地说，他们想知道每颗行星表面是否有液态水。在地球上任何有液态水的地方，都可以找到生命，所以我们将通过寻找表面可能有液态水的行星来开始在系外行星中寻找生命。一些行星，比如HD 209458 b，温度太高，不可能有液态水，而另一些行星又太冷。我们正在寻找位于“适居带”的行星，就在中间，我们称之为“适居带”。宜居区．”

在其主恒星周围的宜居带运行的两颗行星是开普勒-62 e和f [4，5］．这些行星围绕着一颗质量比太阳小30%的恒星运行，距离我们1200光年。这两颗行星都比地球稍大。天文学家希望利用即将发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜来测量这些接近地球大小的星球的质量，弄清楚它们是岩石还是气体，从而确定它们是否有表面(可能还有水)，以及它们是否适合我们所知道的生命。

新行星猎人

美国宇航局和欧洲航天局正在计划各种令人兴奋的新任务，这些任务将发现或研究凌日系外行星，包括被称为TESS、PLATO和CHEOPS的任务。随着我们发现越来越多的行星，我们肯定需要更多像你这样的天文学家来帮助我们找出哪些是最有希望的生命宿主。

术语表

光年：↑光在一年里走过的距离。

交通：↑当一颗行星挡住了它的恒星的光。

开普勒太空望远镜：↑围绕太阳运行的太空望远镜，利用凌日法寻找系外行星。

宜居区：↑恒星周围不太热也不太冷的区域——岩石行星表面的液态水。

利益冲突声明

作者声明，这项研究是在没有任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或财务关系的情况下进行的。

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参考文献

[1]↑夏博诺，D.，布朗，T. M.，莱瑟姆，D. W.和市长，M. 2000。探测穿过类太阳恒星的行星凌日现象。12,54。J。529:给。doi: 10.1086/312457

[２]↑艾克森，R. L.，陈，X.，恰尔迪，D.，古德，J.，哈伯，M.，杰克逊，E.等。2013。NASA系外行星档案:系外行星研究的数据和工具。出版。阿斯特朗。Soc。Pac。125:989。doi: 10.1086/672273

[3]↑罗杰斯，洛杉矶，2015年。大多数半径为1.6地球的行星都不是岩石行星。12,54。J。801:41。doi: 10.1088 / 0004 - 637 x / 801/1/41

[4]↑Borucki, W. J.， Agol, E.， Fressin, F.， Kaltenegger, L.， Rowe, J.， Isaacson, H.等。2013。开普勒-62:一个五行星系统，行星半径为地球的1.4和1.6，位于宜居带。科学340:587 - 90。doi: 10.1126 / science.1234702

［5］↑希尔兹，A. L.，巴恩斯，R.，阿戈尔，E.，查内，B.，比茨，C.和梅多斯，V. S. 2016。轨道结构对开普勒-62f可能的气候和宜居性的影响。天体生物学16:443 - 64。doi: 10.1089 / ast.2015.1353