7.如何寻找系外行星（视频版）

第6集：如何搜索系外行星

回顾地球历史，“我们”用了46亿年的时间，从单细胞生物到发射火箭进入太空。如果以地球作为模板，那我们能假设外星文明，也需要将近40亿年的演化才有可能探索太空，那我们要寻找的恒星系统，肯定不能是一颗短寿命的家伙。天空中越明亮的星，其恒星体积和温度越高。这意味着维持燃烧的能源需求也越高，所以越明亮的恒星也意味着越短的寿命。

夏季大三角中有一颗天体叫天津四，是其中三颗最暗的一颗，但和牛郎织女离我们只有十几二十光年不同，它离我们有2600光年，比另外两颗足足远了1000倍，但亮度却依然明亮，这说明天津四这颗恒星尺度极大。

如果把它替换成我们的太阳，那么土星都在它肚子里。而正因为巨大体积，需要的燃料也越多，天津四这颗恒星只能维持正常状态百万余年，然后就进入超红巨星阶段。

打个比方，假设我们自己的太阳正常状态能维持100年，那天津四只能活4天。所以我们不会考虑在其周围能找到高级生命，除非外星人路过歇歇脚。放眼整个宇宙，令人振奋的是，我们银河系的恒星75%都是红矮星，这是一种可以存在万亿年的恒星。虽然其各头小但脾气却很暴躁，这将在以后章节讨论。

接下来的问题就是如何寻找系外行星？因为行星个头过于渺小很难直接观测到，想象一下在上海观测北京奥运会火炬台上的火焰，然后要寻找出在火炬旁几米远处飞行的一只飞蛾是有多难。所以天文学家想出两种间接的方法来寻找行星。一种叫视向速度法，这种方法容易找到个头巨大，公转周期短的行星。1995年第一颗围绕主序星旋转的行星被确认，其重量约是木星的一半，这颗行星编号为飞马座51b,它的轨道极其接近母恒星，据计算，其表面温度约1200度，这类行星现在被称作是热木星。

再介绍另一种方式：凌日法/凌星法又或叫掩星法。所有行星都围绕恒星运动，当我们观察角度合适时，运行到我们和恒星之间的行星会遮挡部分恒星的光亮。一颗地球大小的行星会使母恒星的亮度降低万分之一，通常会维持1-16个小时。如果想要被确认为行星，这种现象还要有周期性。开普勒空间望远镜就是一个著名的用凌日法寻找系外行星的代表，它于2009年3月发射，其锁定的天区，位于天鹅座和天琴座之间（后因技术故障已偏离该区域），在其短短的几年工作时间内找到了数千颗系外行星。

在2018年10月30日NASA宣布开普勒望远镜退休。于18年底发射的TESS卫星和即将发射的CHEOPS卫星、PLATO探测器将继续寻找外星的任务。

（图为CHEOPS卫星模拟图）

（图为欧空局公布的柏拉图号太空望远镜模拟图）

正在智利建造的E-ELT欧洲极大望远镜将通过分析行星的大气组成，来确定星球是否宜居。作为哈勃望远镜的替代者，詹姆斯韦伯望远镜升空后也将助力寻找宜居星球任务。

（图为E-ELT艺术效果图）

我们将在下一章介绍已经寻找到的系外行星。