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外行星20/20:展望未来

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-11-09  浏览次数:7
核心提示:杰夫·马西(Geoff Marcy)记得他脖子后面的头发竖着。保罗·巴特勒记得自己累得要死。这两个人刚刚创造了历史:第一次证实了一颗围

杰夫·马西(Geoff Marcy)记得他脖子后面的头发竖着。保罗·巴特勒记得自己累得要死。这两个人刚刚创造了历史:第一次证实了一颗围绕另一颗恒星运行的行星。

 

这一突破性的发现是在不到一周之前由米歇尔·梅尔和迪迪埃·奎罗兹组成的欧洲团队宣布的。但这一消息在天文界引起了一些最初的怀疑。幸运的是,马西和巴特勒之前在加州汉密尔顿山顶上的里克天文台用120英寸的望远镜进行了观测。
这两位科学家后来成为世界上最著名的行星猎人之一,他们还记得1995年10月一起驾车下山的情景。他们连续四个晚上都在观察。虽然还需要进一步的处理来证明这一科学事实,但他们的数据似乎清楚无误——而且几乎是不可能的。一颗巨大的行星,至少有木星的一半大小,不仅围绕它的主星运行的轨道比水星围绕太阳运行的轨道还要紧。它绕着那颗恒星旋转,仅仅四天就绕了一个完整的轨道。


这颗名为51 Pegasi b的行星将开启人类探索银河系邻居的新纪元。这将是一系列“热木星”中的第一颗,这些“热木星”是一种巨大的行星,它们的轨道又快又紧。新世界的到来将推动玛西、巴特勒和他们的研究团队成为媒体关注的焦点,并永远改变我们对宇宙的看法。


但就在这一刻,在沿着山腰庄严驾车下山的路上,玛西和巴特勒独自听到了改变世界的消息。马西最近说:“我们知道,我们是这个星球上唯一能确定51 Peg,这个星球确实存在的人。”“这是令人振奋的。得知科学史上的一个历史性时刻正在我们眼前发生,我们非常激动。这是一次真正令人激动的经历。


尽管如此,这些天文学先驱们在获得科学界的认可方面仍有一些困难。对太阳系外行星(短期内的系外行星)的搜寻有着糟糕的记录,有几十年的错误探测。其中之一就是在20世纪60年代发现了一颗围绕巴纳德恒星运转的行星;结果发现这是望远镜镜头的一次不被注意的偏移。一旦考虑到这种转变,“行星”就消失了。


上世纪90年代初,人们已经发现了“脉冲星行星”的实际存在,但这些行星似乎太过奇怪,无法计算,它们围绕着一个快速旋转、辐射喷射的恒星残骸——脉冲星轨道运行。大多数科学家会保留“第一”的称号,为一颗绕普通恒星运行的行星。

巴特勒在最近的一次采访中说:“整个油田都有一种蛇油的感觉。”在过去的大约50年里,有很多公告,都被证明是错误的。如果我们去开会,说我们在寻找太阳系外的行星,我们也可以说我们在寻找小绿人。


甚至马西也对51 Peg在意大利佛罗伦萨的一次科学会议上,市长和奎罗兹发表的声明表示欢迎,一开始还有点哈欠。


他说:“1995年10月6日发现的第一颗行星的说法和往常一样。”这是另一个错误的说法。更明显的是,这一说法是错误的。轨道周期据说是4.3天。在正常思维下,没有人认为行星可以如此接近恒星运行。


但是在里克天文台的四个晚上的观测——与51 Peg的四天轨道运行完全一致——改变了这一切。市长和马西的团队都曾试图开发一种基于摇摆恒星的行星搜寻技术。这种被称为恒星“径向速度”的摆动是由轨道行星的引力牵引引起的。当恒星移动到或远离天文学家的望远镜时,恒星的光波长被压缩,然后被拉伸。


现在,Mayor和Queloz已经证明了这种技术是有效的。几天后,Marcy和Butler验证了Mayor团队使用的方法和他们自己非常相似的检测方法。


但是马西和他的团队意识到了更多。唯一能阻止他们在第一次探测时击败梅市长团队的是一个完全合理的假设:大行星沿着庄严的轨道运行,就像木星绕太阳转了12年一样。


要么他们必须观察恒星很长一段时间,要么他们必须完善他们的摆动探测器,直到它能够探测到恒星位置的微小变化,这些微小变化是由更紧密、更快的轨道上的小行星引起的。


当马约尔宣布他的发现时,他们正致力于这种改良。更重要的是,他们一直在记录观察结果


 
 
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