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四、从“不可能”
到“新常态”
:系外行星研究的新时代飞马座51b的发现,不仅仅是一颗行星的确认,更是系外行星天文学的。
在此之前,系外行星只是理论上的“可能存在”
;在此之后,它变成了“真实存在”
,并引发了一系列连锁反应。
(1)技术的爆炸式发展为了寻找更多类似飞马座51b的行星,天文学家开始改进探测技术。
1996年,马西和巴特勒发布了他们的“加州行星搜索计划”
(californiapsearch),用凯克望远镜的hires光谱仪寻找类太阳恒星的行星。
到2000年,他们已经发现了30多颗热木星。
2009年,nasa发射开普勒空间望远镜(keplerspacetelespe),将系外行星探测推向高潮。
开普勒采用“凌日法”
:持续观测15万颗恒星的亮度变化,寻找行星穿过恒星表面时产生的“微transit”
(亮度下降001左右)。
到2018年退役时,开普勒一共发现了2335颗确认的系外行星,其中60是热木星或类海王星行星。
2018年,nasa发射tess(凌日系外行星巡天卫星),将搜索范围扩大到全天——重点寻找围绕附近恒星(距离地球300光年以内)的行星。
tess的灵敏度更高,能检测到更小的行星(比如地球大小的行星),进一步拓展了系外行星的样本库。
(2)行星形成理论的革命飞马座51b的发现,让“行星迁移”
从“假说”
变成了“核心机制”
。
天文学家通过计算机模拟发现,原行星盘的寿命约为1000万年,足够行星完成迁移。
例如,木星可能也曾经历过迁移——在太阳系形成初期,木星从雪线外(约5天文单位)向内迁移到15天文单位,然后再向外迁移回当前位置(52天文单位)。
这种“大迁移”
理论,解释了太阳系中类地行星的轨道倾斜、小行星带的空隙等诸多谜题。
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更重要的是,飞马座51b让科学家意识到:行星系统可以是多样的。
太阳系的“类地行星在内、巨行星在外”
的结构,并非宇宙的“标准配置”
。
相反,热木星可能才是系外行星中的“常见类型”
——开普勒的数据显示,约10的类太阳恒星拥有热木星。
(3)公众认知的转变飞马座51b的发现,也让普通人对“地外生命”
的期待更加具体。
虽然热木星本身不适合生命存在(温度太高、没有固体表面),但它的存在说明:类太阳恒星周围可以有行星。
既然飞马座51能有行星,那么其他类太阳恒星为什么不能有类地行星?1995年后,“宜居带”
(habitablezone)的概念开始被广泛讨论——即行星距离恒星不远不近,表面温度允许液态水存在的区域。
天文学家开始用“开普勒望远镜”
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