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07 系外行星 Exoplanets（第1页）

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毫无疑问，有行星的恒星十分常见，这已经不再是一种猜测。

到2010年，已有超过400颗恒星被证实至少有一颗行星在绕着它们运动。

这些高难度的探测结果表明，大多数类日恒星一定会有行星相伴。

为了避免混淆，专业人士通常称它们为“太阳系外行星”

或“系外行星”

。

系外行星不包括质量超过13个木星质量（氘发生核聚变的阈值）的系外暗天体。

这些系外暗天体被认为是类恒星而不是类行星，并被称为“褐矮星”

。

检测方法

20世纪70年代末以来积累的证据表明，大多数年轻的类日恒星周围都有一圈尘埃。

类日恒星周围有尘埃的最初线索是尘埃对恒星候选体红外光谱的影响，之后的线索来自20世纪80年代开始获得的尘埃盘图像。

不管这些盘状物是行星形成前的太阳星云，还是恒星柯伊伯带的残余尘埃，盘状物的存在本身就表明尘埃盘中应该有大量行星。

1995年，第一个系外行星被确认，这之后，发现系外行星的速度越来越快。

径向速度

发现第一颗系外行星的方法，同时也是之后发现大多数系外行星的方法，是探测恒星径向速度的微小变化。

2010年至少有超过300颗系外行星是通过这种方法被发现的。

径向速度是一颗恒星向着或远离地球运动的速度，不受视线范围内任何运动的影响。

通过测量恒星光谱特定波长的特征吸收线，可以确定其径向速度的变化，精度高达1米秒。

当恒星向我们移动时，特征吸收线会向短波端移动，称为“蓝移”

；当恒星远离我们时，特征吸收线会向长波端移动，称为“红移”

，这种现象被称为多普勒效应。

长期以来，径向速度变化一直被用来测量双星的轨道速度，从而推断双星的质量。

但如果要测量质量小得多的系外行星对质量大得多的恒星的微小影响，就需要非常灵敏的现代仪器。

在考虑由系外行星所引起的恒星径向速度的微小变化越来越明显之前，必须先考虑到地球自身轨道运动所引起的径向速度变化。

恒星和系外行星之间的引力取决于它们的质量之和。

幸运的是，对于类太阳恒星来说，恒星的光谱类型和其质量之间有着众所周知的关系。

知道了这一点，我们就可以利用恒星径向速度变化的周期和幅度来确定引起恒星前后运动的系外行星的质量。

一般来说，能独立测量系外行星轨道平面方向的方法是不存在的。

因此，我们假设系外行星的轨道平面与我们的视线方向平行，以此来估计系外行星的质量。

但是，除非系外行星的轨道平面恰好与我们的视线方向平行，不然恒星真实的径向速度变化一定会大于我们所探测到的速度变化。

不过，基于假设，对随机定向轨道平面的统计表明，大多数系外行星的质量不会超过我们估计结果的两倍。

径向速度法适用于离恒星较近的大行星，因为行星的大质量和近距离都会导致恒星径向速度的变化达到最大。