天文学家通过什么方法寻找系外行星?

天文学家一直在宇宙中存在外星生命 , 寻找类似地球的系外行星 , 然而宇宙按照宇宙的尺寸 , 利用普通的望远镜自然无法直接观测到系外行星 。宇宙天体之间的距离以光年为单位 , 即使是最先进的天文观测设备 , 也很难直接观测系外行星 。
为了确定系外行星的存在 , 科学家需要观察恒星系中的蛛丝马迹 , 利用大量的证据来证明系外行星的存在 。由于观测设备的落后 , 目前科学家只确定了4000多颗系外行星 , 由于证据不足尚未确认的系外行星候选 , 多达6000多颗 。
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【天文学家通过什么方法寻找系外行星?】寻找系外行星最主要的方式——过境观测:
在宇宙中 , 绝大多数的行星都围绕着恒星运动 , 这些行星具有大致固定的轨道以及公转周期 , 行星经过恒星和地球之间的过境现象 , 就是系外行星存在的证据 , 也是科学家寻找系外行星的关键 。
目前的天文观测设备 , 虽然不能直接观测系外行星 , 但是发现并观测太阳系周围的恒星还是可以做到的 。当科学家找到一颗可能存在系外行星的恒星 , 就会对恒星进行长时间观测 , 同时对恒星的亮度进行精确记录 。
当一颗系外行星 , 运转到恒星和地球之间时 , 行星的体积就会遮挡恒星的光芒 , 从而产生亮度变化 , 虽然肉眼无法察觉到这些微弱的变化 , 观测设备却能够轻松捕捉 。
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观察到一次过境现象 , 并不能确定系外行星的存在 , 科学家需要对恒星进行长期观测 , 找到过境现象的周期性规律 , 才能确定过境现象可能是周期性运动的天体导致 , 而并非一次偶然现象 。
对恒星进行观测的同时 , 科学家会记录恒星的亮度曲线 , 根据恒星亮度的变化比例 , 科学家就可以大致推断出过境天体的体积——恒星亮度下降明显 , 说明天体的体积较大;亮度变化较微弱 , 就说明过境天体的体积较小 。
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通过光线的弯折、降低恒星亮度 , 寻找系外行星:
过境观测虽然是最主要的观测方式 , 但是系外行星的确定是一个严谨的过程 , 单独依靠恒星亮度的变化 , 并不能确认系外行星真实存在 。
相对论发现 , 空间的完全会导致光线传播的弯曲 , 恒星的光线在进行传播的过程中 , 如果有系外行星经过 , 就会导致光线出现扭曲 , 通过恒星观测 , 科学家可以捕捉到恒星光线的微弱变化 , 进而找到系外行星存在的其他证据 。
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俗话说 , 耳听为虚 , 眼见为实 。
观测恒星 , 无论找到多少证据 , 看起来都非常虚幻 , 因为这些数据只是恒星光线的周期性变化 , 即使是科学家 , 也希望可以直接拍摄到系外行星的照片 。
对于目前的天文观测设备来说 , 拍摄恒星系中的行星是非常困难的事情 , 因此恒星的亮度实在太高 , 就像用普通相机拍摄太阳 , 往往只能看到一个非常亮的光圈 , 周围的物体都无法看清 。
想要拍摄到系外行星 , 科学家需要对照片中的恒星进行遮挡处理 , 尽可能降低恒星在照片中的亮度 , 从而展现出系外行星的全貌 。