1995年10月,天文学界传来一个震撼人心的消息:天文学家宣布发现第一颗绕类太阳恒星运行的系外行星——51 Pegasi b。
这并不是人类第一次发现系外行星,但它首次证明了我们的太阳并非宇宙中的孤例——在其他普通恒星周围,同样存在行星。这一发现掀起了观测热潮,推动了先进空间望远镜任务的立项与发展,真正开启了现代系外行星研究的大门。
三十年过去了,如今,已确认的系外行星总数突破6000颗!它们的类型千差万别:有的像地球一样是小型岩质行星,有的如木星般是气态巨行星,有的可能富含水,有的炽热得堪比恒星,还有的甚至绕两颗恒星运行。
随着探测技术的进步,发现速度正不断加快。目前,还有8000多颗候选行星等待进一步确认。但这仍只是冰山一角——天文学家推测,仅在我们的银河系,就可能存在数以十亿计的行星。
然而,探测这些行星极具挑战。行星本身不会发光,只能微弱地反射母恒星的光芒,而这些光几乎总是被恒星耀眼的亮度淹没。迄今为止,人类用望远镜直接拍到的系外行星还不到100颗。更多的时候,天文学家必须依赖间接方法来寻找它们。
其中,凌星法贡献了最多的发现。当一颗行星从恒星前方经过时,它会挡住一小部分恒星的光,使恒星的亮度短暂而轻微地变暗。通过这种规律性的微弱变暗,天文学家就能推断行星的存在。
另一种方法是径向速度法,也是发现51 Pegasi b的方式。当行星绕恒星运行时,它们实际上是在互相绕着共同的“质心”转动。从地球上观测,这种运动表现为恒星在视线方向上前后轻微“晃动”。这种运动的速度——即“径向速度”——可以通过多普勒效应来测量:当恒星靠近我们时,光会微微偏蓝;当它远离我们时,光则会略微偏红。天文学家通过精确测量这种周期性的颜色变化,就能推断出行星的存在。
不过,寻找系外行星并不仅仅是数字竞赛。系外行星的一个研究重点是对它们的大气进行分析,以寻找“生命征迹”,即任何可能成为生命存在证据的特征,比如某些元素、分子或化学物质。换句话说,就是能告诉我们那里是否存在过生命的信号。
所有这些努力,都是为了寻找,在这浩瀚的宇宙里,是否还存在另一颗像地球一样孕育生命的星球?
或许,有一天我们终将知道:我们在宇宙中,真的是孤独的吗?