| 寻找太阳系外的行星(2)(图) |
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首先,不妨借助引力的作用。行星围绕恒星转动时,其引力会对恒星造成小小的影响,行星每转一圈。恒星就会“摇摆”一下:从稍稍偏向一边转而稍稍偏向另一边。所以,早在20世纪初,就有人提出通过探查恒星的“摇摆”来寻找行星。随着光学技术和数据收集技术的提高,这一思路的可行性也逐渐增加,其具体内容被称作“天体测量学”。操作方法是:选定一片天空,透过望远镜拍摄其图像;测定其中各星球的相对位置;然后每过一段时间,对同一片天空重复同样的操作……。最后,比较多次拍摄到的图像,观察各星球的运动是呈线形模式还是呈“摇摆”模式。
当然,“摇摆”的幅度是非常微小的,就连比地球大1000倍的木星对太阳产生的影响也十分难辨。有人打了一个比方,要想观察行星所造成的恒星“摇摆”,就好比是想在地球上看清一个在月球上招手的人。更糟糕的是,转动的地球大气层还会导致星光闪烁,从而扰乱观测者的视线。
不过,到太空中去观测就能避开这一难题,比如利用著名的“哈勃”太空望远镜上的精确导向传感器,就有可能发现恒星的“摇摆”。远在地球大气层上空极高处运行的“哈勃”,是迄今为止最为昂贵的望远镜。早在7年前,美国天文学家弗里兹·本迪克特就开始利用“哈勃”来探寻行星。但“哈勃”的任务非常繁重,而搜索行星也并不是它的主要目标。因此迄今为止,“哈勃”只针对屈指可数的几颗恒星进行过“摇摆”探查。因此,本迪克特在寻找地外行星方面并不比只利用地面望远镜的同行们更成功。
还有一种探查行星的方法,可较少受到地球大气层的干扰。这种方法不是观察恒星位置的变化,而是观察恒星颜色的改变,因为颜色的变化也表明恒星在运动。事实上,每当我们仰望夜空,其中的每一点白色星光都包含着大量的信息。正如阳光可以被分解成彩虹中的七色光一样,白色星光同样也可被分解为组成它的从蓝到红的各色光。星光之所以重要,还在于它是穿越恒星大气层而来到地球的,其中自然包含着恒星的信息。美国天文学家乔夫·马西每次观测恒星时,都会把恒星之光分解成光谱,而恒星大气层所吸收的波长则以线条的形式出现于其中,被称为“吸收线”。通过记录“吸收线”,马西就为星光录下了“指纹”,因为这一“指纹”与恒星所处的位置一一对应。假如恒星受到了不可见的行星的拉动,那么光谱中的“吸收线”也会移动,这门科学被称作“光谱学”。当恒星朝着你的方向“摇摆”时,“吸收线”会向着一边偏移;而当恒星朝着离开你的方向“摇摆”时,“吸收线”则会向另一边偏移;偏移的程度越大,说明行星的质量越大。
从理论上说,像木星那样的大行星有可能最先被发现,但是也最有可能像木星一般虽然巨大却毫无生气。这难免让人气馁,但马西对此却满怀信心,他认为和木星一般大小的行星的存在恰恰有可能是找到类地行星的关键之所在。为何这样说呢?木星就好比是一部“宇宙吸尘器”它在运行过程中把大阳系形成之初余下的一切星子(组成行星的“原始胚胎”)扫荡干净,彗星、小行星要么被木星的巨大引力甩到太阳系的边缘。要么被木星吞噬,从而消除了地球遭遇频繁撞击之虞,为生命在地球上的出现和演化创造了安全的环境。 |
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