外星行星

太阳系以外其他恒星旁的行星

行星不是太阳系的专利，其他恒星身旁的行星是什么样子的？不久前，天文学家首度确认他们直接拍摄到外星行星的照片，这成为10年来探索外星行星的一个重要里程碑。

观测资料

天文学家的许多外星行星发现都不是观测行星本身得到的，而是通过研究确定行星对其所围绕恒星施加的影响。即使利用目前最先进的望远镜，人类也只能直接看到外星行星的单一光点，除亮度和颜色外没有任何细节。

发现方法

发现外星行星的另一条途径是行星凌星法，其基本原理是，对于那些公转轨道面与视线方向很接近的外星行星来说，行星有可能从母恒星的前方通过，情况犹如发生在太阳系中的水星凌日或金星凌日，天文学上称为行星凌星。在凌星期间，恒星的亮度会因被前方的行星遮掩而减弱，并且这种亮度减弱现象的出现是周期性的，由此便可探知恒星周围有行星存在。这种方法小望远镜也能发挥作用，但适用的对象较少，不过有时可以与第一种方法相结合，从而得出更多有关行星的信息。当然，因凌星现象而使恒星亮度减弱的程度是很小的，凌星发生时一颗木星大小的行星会使母恒星的亮度降低约1%，而对地球大小的行星来说相应的数字仅为0.01%。由此可见，要通过这条途径来发现外星行星，必须有很高的测光精度。

除此之外，还有其他一些方法。所有探测外星行星方法的基本原理都是利用了类似于探测的一些观测效应。两颗作互绕运动的恒星称为双星，要是这两颗星靠得很近，从地球上看来就只是一颗，称为不可分辨双星。早在1844年已有人注意到，全天最明亮的恒星天狼星在天空中的运动轨迹会发生周期性变动，呈现出一种波形的曲线。1844年，德国天

文学家贝塞尔对此的解释是，天狼星是双星系统，它有一颗尚未观测到的暗伴星。10多年后，美国天文学家克拉克观测到了这颗暗伴星。由此可见，通过间接途径推算出外星行星的存在是一种科学的探测方法，特别在作为一门观测科学的天文学上有着广泛的应用。基于牛顿引力理论的天文学分支学科——天体力学，在掌握天体运动的规律上已相当成熟，比如可以对日月食、凌星等天象做出长期、准确的预报即是明证。因此，天文学家发现外星行星Gliese 581c的存在应该是可信的，做出此类发现的关键是必须取得足够多的高精度观测资料。

随着技术的进步，近期已直接拍得了外星行星的图像。在这方面红外观测尤为重要，因为行星和母恒星的红外波段亮度只相差100万倍，而不是可见光波段的几十亿倍。2005年4月德国科学家公布了由斯必泽（Spizer）空间望远镜拍摄到的恒星GQ LupiA及其行星GQ Lupib的照片。这是第一张太阳系外行星的照片，恒星距地球约400光年，而行星与之相距超过100天文单位（定义日地平均距离为1天文单位，约等于1.5亿公里），行星的公转周期约为1200年。在这一领域中，哈勃空间望远镜也观测到了若干个很可能是外星行星的候选天体。

研究

目前已发现了200多个外星行星，且这一数字以每年约20个递增。有20颗恒星拥有一个以上的行星，如恒星仙女共有3颗行星。有人估计，不少于10%的类太阳恒星都会有自己的行星。不过，由于技术条件的限制，已发现的外星行星大多数都是质量较大的类木行星（与木星类似，没有固体表面），而不是类地行星，且距母恒星较近，比较容易探测到。有人认为，外星行星中约有三分之一应该是类地行星。

一些国家已经拟定了若干大规模搜索外星行星的空间计划，以期对它们作更深入的探索。如法国等国的“COROT”卫星已于2006年12月27日发射升空，专门用于寻找类地行星，计划用两年半左右的时间，对约12万颗目标恒星进行观测研究，以期发现2－3倍地球质量的外星行星。更为雄心勃勃的是欧洲空间局拟于2015年实施的“达尔文”计划。该计划由8艘飞船组成，这样一个望远镜阵列的空间分辨率则相当于一架100米口径的望远镜。观测在红外波段进行，图像合成时要做到使不同望远镜所获得的恒星光辐射相互抵消、削弱，行星的光则相互叠加、增亮，从而大大提高发现外星行星的能力。

在确认外星类地行星后，下一步的工作便是设法论证行星上能否存在生命。对于这一点，一种可行的途径是通过光谱观测分析行星的大气成分，比如是否含有氧、氮、甲烷、臭氧等，并与地球在46亿年演化过程中不同时期的大气组成进行比较，从而为外星行星上能否存在生命，以及生命进化可能所处的阶段提供一些重要线索。但对于Gliese 581c来说，目前尚无此类研究结果的详细报道，只是有人乐观地认为，作为一颗温度适宜的类地行星，它应该有大气，表面可能有液态水存在，仅此而已。

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