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寻找系外行星

时间:2023/11/9 作者: 全国新书目 热度: 25236
汪诘

  科普作家,“科学声音”成员,自媒体节目《科学有故事》主播。著有《时间的形状:相对论史话》《星空的琴弦》《科幻世界漫游指南》等作品。

  

  《亿万年的孤独:地外文明探寻史话》

  天文学家想到了一个非常巧妙的方法,他们把这个方法称为“天体测量法”。要理解这个方法的原理,必须先给大家普及一点基本的物理知识。当一颗行星绕着恒星公转时,粗略地看是恒星不动,行星绕恒星转动。实际上根据牛顿力学我们可以推算出,恒星和行星其实是围绕着它们的共同质量中心旋转,这个共同质量中心被称为“质心”。但行星的质量相较恒星来说往往非常小,比如地球的质量只有太阳的三十三万分之一,所以地日的质心位于太阳内部。因此,尽管摆动幅度非常小,但从理论上来说,恒星是在“抖动”的。换句话说,如果我们观测到宇宙中的某颗恒星在有规律地抖动,那么,除了有一颗行星在围绕着它旋转以外,找不出第二个合理的解释。

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  但这绝对是一件知易行难的事,说起来容易,真想要观察到恒星的抖动,那可真叫一个难。要知道,我们的地球不但在自转,还在公转,也就是说我们放在地面上的望远镜相对于恒星来说,本身就在不停地运动之中。在这种情况下要观测到恒星的抖动有多难,我打个比方你就知道了。玩过儿童乐园里那种叫作“咖啡杯”的游乐项目吗?你坐在一个大“咖啡杯”里面,而这个咖啡杯又放在一个大圆盘上,游戏启动后,整个大圆盘就会转动起来,与此同时,咖啡杯本身也开始自转,这就和我们地球的状况是一样的。此时,你的任务是坐在咖啡杯里面观察远在几千米外的一个小小的灯泡发出的微弱灯光,并且要观测出这个小灯泡在1 毫米内的轻微抖动。如果有人向你宣布他成功观测到了灯泡在抖动,恐怕你不会那么轻易就相信他吧。

  

  图1 光学望远镜中的天狼星

  如果在天狼星的边上有一颗不发光的行星,那么它在望远镜中的亮度必然还要再暗淡1 万倍。但真正麻烦的并不是行星太暗,而是如果它恰恰位于一颗很亮的恒星旁边,与恒星的亮度对比后,它会完全隐没在天狼星散发出的那个刺猬状的光团中。所以,想要找到系外行星靠直接观测是不太靠谱的,必须得想一些“奇门招数”,从而间接观测到系外行星。

  “油头粉面,矫揉造作”是人们对“漂亮男孩”们的一贯看法。当白皙柔弱、打扮入时、干净精致的外表出现在男性身上时也时常有观念保守的评论者腹诽,这不是“男人”该有的样子。然而一代京剧大师梅兰芳,台上扮作佳人风华绝代,似会被今日的“纯爷们”视为不男不女;然而蓄须明志,不向日寇低头的坚毅果敢,又何尝不是君子立于天地间的铮铮铁骨?由此可见,是精神的风貌决定了为人的高度,而非所谓“精致”或是“粗糙”的外表。

  从20 世纪50 年代开始,寻找太阳系以外的行星就成了天文学上最令人着迷的一项观测活动。既然太阳系有那么多行星,那么别的恒星系也应当有很多行星才对,有行星的存在,才有可能出现外星生命。

  

  图2 行星和恒星围绕共同质心旋转

  天狼星是夜空中最亮的几颗恒星之一,很容易识别。我们在地面上用大口径的光学望远镜对准它,所拍摄出来的照片就像上图展示的那样。不过你千万不要认为天狼星真实的形状就是像图上那样的一个大刺猬,这是由于地球大气扭曲了光线,就像你从水下看地面上的景物一样,再加上天文摄影需要长时间曝光,地球又在自转,因此拍出来的照片就成了这个样子。真实的情况是你在那个刺猬状的光团上用针刺一下,刺出来的小洞差不多就是实际拍摄到的恒星的大小。而图片上箭头所指的那个小亮点,你或许觉得那就是一颗行星,看起来确实有点像,而且人们发现它大概40 年绕天狼星转一圈。然而,如果做一些简单的计算就会发现,箭头所指的那个天体距离天狼星有好几光年之遥,而且至少像太阳一样明亮,这说明它也是一颗恒星,并且是天狼星的一颗“伴星”,它们互相围绕着对方旋转。

  复合钻铰刀包括刀头和刀柄两部分,刀头由直槽钻头、铰刀和倒角局部复合而成,铰刀为四齿直槽结构,刀柄为直柄,整个刀具构造为整体式刀具。

  谷物促进瘤胃发育,从3日龄或更小开始饲喂谷物,3周龄时开始大量摄入谷物(0.5磅/天),断奶前 14~21天摄入谷物1磅/天或更多。断奶之前颗粒料采食量跟断奶后颗粒料采食是直接线性相关的。

  虽然实践难度很高,但不管怎么说,天体测量法是个了不起的主意,它打开了天文学家们的思路,找到了间接观测行星的方法,并且奠定了以后寻找系外行星的各种方法的基础。
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