系外行星革命 25 周年

天文学家在四分之一个世纪前证实了首批太阳系以外的行星

这张艺术家插图展示了环绕脉冲星 PSR B1257+12 运行的三颗已知行星。最外层的两颗行星,现已正式命名为 Poltergeist 和 Phobetor,是首批得到证实的系外行星;它们的发现于 1992 年 1 月宣布。

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系外行星 革命在 25 年前的今天开始了。

1992 年 1 月 9 日,天文学家亚历山大·沃尔兹森 (Alex Wolszczan) 和戴尔·弗雷尔 (Dale Frail) 在《自然》杂志上发表了一篇论文,宣布发现了两颗行星,它们环绕着一颗密度极高、快速旋转的恒星残骸运行,这颗残骸被称为脉冲星。

这是一项具有里程碑意义的发现:虽然最近发现了几颗外星世界的“候选者”,但沃尔兹森和弗雷尔首次证实了太阳系以外存在行星。[图库:最奇异的外星行星]


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“从一开始,这样一个系统的存在就预示着其他恒星周围的行星一定很常见,并且它们可能以各种各样的结构存在,这在我们对太阳系的了解基础上是无法预测的,”沃尔兹森在宾夕法尼亚州立大学写道,他在国际天文学联合会赞助的“为系外世界命名”竞赛中写了一篇关于脉冲星行星的注释

这颗被称为 PSR B1257+12 的脉冲星距离地球约 2,300 光年,位于室女座。沃尔兹森和弗雷尔使用位于波多黎各的阿雷西博天文台探测到的这两颗具有历史意义的行星,其质量都约为地球的四倍。一颗行星绕脉冲星一周需要 66 天,而另一颗行星的轨道周期为 98 天。

1994 年,沃尔兹森和他的同事马切伊·科纳茨基 (Maciej Konacki) 在同一颗脉冲星周围发现了第三颗行星。这个世界的周期为 25 天,是已知质量最小的系外行星;它的质量仅为地球卫星月球的两倍。

这三个奇异的世界长期以来被称为 PSR1257+12b、PSR1257+12c 和 PSR1257+12d(其中“b”是最内层的行星,“c”是中间的行星,“d”是最外层的行星)。但在 2015 年,为系外世界命名竞赛将其正式名称更改为 Draugr、Poltergeist 和 Phobetor。

系外行星科学的另一个重要里程碑出现在 1995 年 10 月,当时瑞士日内瓦大学的米歇尔·麦耶 (Michel Mayor) 和迪迪埃·奎罗兹 (Didier Queloz) 宣布发现了“热木星”飞马座 51 b,这是已知的第一颗绕类太阳恒星运行的外星行星。从那时起,发现成果就源源不断。

在美国国家航空航天局 (NASA) 的开普勒太空望远镜于 2009 年 3 月发射升空后,发现速度飞速提升。开普勒通过注意到轨道行星从航天器的角度穿过宿主恒星表面时引起的微小亮度下降来探测系外行星。迄今为止,开普勒使用这种“凌日法”发现了 2,330 颗已证实的系外世界,约占已知 3,500 多颗系外行星的三分之二。

开普勒的观测还表明,平均而言,银河系中的每颗恒星都至少拥有一颗行星。此外,这些数万亿颗行星中有相当大一部分可能位于其恒星的“宜居带”中,即距离恰到好处的范围,液态水可能存在于行星表面。

因此,仅仅在系外行星科学起步四分之一个世纪后,天文学家们正在竞相在该领域取得划时代的发现——第一颗真正的“外星地球”,也许还有证据表明我们的星球不是唯一支持生命的星球。

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迈克·沃尔 自 2010 年以来一直为 Space.com 撰稿。他关于寻找外星生命的书《外面的世界》于 2018 年 11 月 13 日出版。在成为科学作家之前,迈克尔曾担任爬虫学家和野生动物生物学家。他拥有澳大利亚悉尼大学的进化生物学博士学位、亚利桑那大学的学士学位以及加州大学圣克鲁兹分校的科学写作研究生证书。

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