在宇宙中尋找另一個(gè)地球

瑞士天文學(xué)家米歇爾·馬約爾和他的學(xué)生迪迪埃·奎洛茲，憑借發(fā)現(xiàn)繞類太陽(yáng)恒星旋轉(zhuǎn)的系外行星飛馬座51b這一偉大成就，斬獲了2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1995年10月6日，米歇爾·馬約爾和迪迪?！た迤澰谝獯罄ヂ鍌愃_的一個(gè)天文學(xué)會(huì)議上宣布了他們的發(fā)現(xiàn)，頓時(shí)引起轟動(dòng)。這是人類首次發(fā)現(xiàn)圍繞類太陽(yáng)恒星的系外行星，在他們之前，天文學(xué)家也發(fā)現(xiàn)過(guò)其他系外行星，但那些行星的母恒星不是死了，就是快死了，或者半死不活。這一發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)的天文學(xué)界引發(fā)了一場(chǎng)革命，促使研究人員發(fā)展出新的理論，去解釋孕育行星的物理過(guò)程。

萬(wàn)眾矚目的飛馬座51b

這顆被命名為飛馬座51b的行星位于一顆與太陽(yáng)相距50光年，名叫飛馬座51的恒星的光譜中，它的母恒星飛馬座51正值壯年，而且跟太陽(yáng)差不多大。飛馬座51b繞著飛馬座51快速運(yùn)動(dòng)，只需要4天時(shí)間，就能完成一圈公轉(zhuǎn)。這意味著它的軌道離飛馬座51極近，只有800萬(wàn)千米，如此近的距離，足以讓母恒星將它加熱到超過(guò)1000℃。相較而言，地球的溫度就要低得多，因?yàn)樗嚯x母恒星太陽(yáng)足有1.5億千米，要用一年的時(shí)間才能繞太陽(yáng)一圈。

飛馬座51b個(gè)頭大得驚人，是一個(gè)巨型氣球，體積足以跟太陽(yáng)系中最大的氣態(tài)巨行星木星相提并論。木星比地球的體積大了1300倍。按照以往關(guān)于行星系統(tǒng)形成的觀點(diǎn)，木星尺寸的行星應(yīng)該形成于遠(yuǎn)離恒星的地方，要花很長(zhǎng)時(shí)間才能完成一圈公轉(zhuǎn)，比如木星需要將近12年的時(shí)間才能繞太陽(yáng)一圈，因此飛馬座51b超短的公轉(zhuǎn)周期，對(duì)尋找系外行星的科學(xué)家來(lái)說(shuō)，完全不合常理。也正因?yàn)樗缓铣＠恚茖W(xué)家們才一直沒(méi)有發(fā)現(xiàn)它。

新大陸：徑向速度法

尋找系外行星是一件極端困難的事情。因?yàn)樾行潜旧聿粫?huì)發(fā)光，只能夠反射恒星的光芒，這意味著，行星的絕對(duì)亮度其實(shí)非常微弱。即使是離太陽(yáng)系最近的那些恒星，它們與地球之間的距離也要以光年計(jì)。相距如此遙遠(yuǎn)的情況下，系外行星肯定會(huì)被籠罩在它所環(huán)繞的恒星的光芒中，也就是說(shuō)，系外行星根本無(wú)法被地球上的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到。那么這對(duì)師徒到底是用什么辦法，才捅破這層天文學(xué)界花了400多年也沒(méi)能捅破的窗戶紙呢？

他們使用的是徑向速度法。如果一顆恒星的周圍真的存在一顆行星，它們就會(huì)構(gòu)成一個(gè)彼此繞轉(zhuǎn)的兩體系統(tǒng)。不妨把一顆恒星想象成一個(gè)在舞會(huì)上落單的人，只能孤零零地站著不動(dòng)。如果它有了一顆行星，那就有了一個(gè)舞伴，它就可以與舞伴一起跳旋轉(zhuǎn)舞了。當(dāng)然，由于恒星的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于行星的質(zhì)量，恒星旋轉(zhuǎn)的幅度遠(yuǎn)比行星要小得多。

由于彼此旋轉(zhuǎn)，當(dāng)行星離地球遠(yuǎn)去時(shí)，恒星就會(huì)略微靠近地球，此時(shí)恒星發(fā)出的光就會(huì)發(fā)生輕微的藍(lán)移（向著地球運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)出的光會(huì)變得更藍(lán)，稱為藍(lán)移）。反之，當(dāng)行星向地球飛來(lái)時(shí)，恒星就會(huì)略微遠(yuǎn)離地球，此時(shí)恒星發(fā)出的光就會(huì)發(fā)生輕微的紅移（物體遠(yuǎn)離地球時(shí)，它發(fā)出的光會(huì)變得更紅，稱為紅移）。這樣一來(lái)，如果一顆恒星的周圍真的存在一顆行星，這顆恒星的光譜就會(huì)出現(xiàn)周期性的藍(lán)移和紅移交替的現(xiàn)象。換言之，如果發(fā)現(xiàn)一顆恒星的光譜出現(xiàn)了周期性的藍(lán)移和紅移交替的現(xiàn)象，就可以斷定這顆恒星擁有一顆行星。這種探測(cè)系外行星的方法就是徑向速度法。

航天學(xué)家齊奧爾科夫斯基說(shuō)過(guò)：“地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠(yuǎn)被束縛在搖籃里?！比绻厍蚝吞?yáng)系不能待了，那么在茫茫銀河系中，人類應(yīng)該去哪兒發(fā)展呢？追隨著馬約爾和奎洛茲的足跡，目前，天文學(xué)家們已發(fā)現(xiàn)4000多顆地外行星，根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)估算，在銀河系中，類似地球的行星可能有110億顆。由此看來(lái)，人類的未來(lái)有著無(wú)限可能！