浩瀚苍穹，我们是独一无二的吗？我们孤独吗？

无尽夜空，群星璀璨，生命可能并不孤独。

图源：yoshiyalab

我们的地球位于太阳系。太阳系外是浩瀚的宇宙。银河系由多达2千亿颗恒星组成，太阳也不过是其中普通的一颗罢了。那太阳系外也存在像地球这样的行星吗？答案是肯定的。那在已经发现了的数千颗行星上也存在生命吗？人们也许会存在这样的疑问。那种存在于太阳系外像地球一样的行星被称为太阳系外行星，或者系外行星。

什么是行星？

地球就是一颗行星。所谓行星，就是自身不发光，围绕像太阳那样会发光的恒星旋转的天体。围绕我们的太阳旋转的行星有八颗。从太阳由远及近依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。虽然之前冥王星也被认为是行星，但后来由于行星的确切定义更改而被除名。

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行星这个名字寓意在星空中行走的星星，之所以被这样称呼，是因为人们发现这些星星与组成天球上固定星座的恒星不同，它们好像可以在天球上自由运动。人们之所以能在夜空中看见本身并不发光的行星，是因为它们可以反射太阳光。由于与其它恒星相比，它们与地球的距离要近很多，所以在地球上看来，它们依然很明亮。

系外行星的探测方法

人们在太阳系外发现了很多系外行星。这些行星距太阳系十分遥远，在中心母星耀眼亮度的映衬下基本上不可能被直接观测到。顺便说一下，太阳的直径是地球直径的104倍。

图解：系外行星的日食。图源：yoshiyalab

那么，到底怎么探测系外行星吗？1992年人们首次发现系外行星，其后，系外行星不断被发现。在那之前，已经有很多天文学家相信系外行星的存在，并提出了各种各样的探测方法。

最初发现的系外行星

最初发现的系外行星，是通过一种被称为脉冲星的明暗变化的中子星发现的。中子星是普通恒星死后的残骸。此首次发现所使用的方法并不常用，只能用于脉冲星，被称为脉冲星计时法。脉冲星具有规则的明暗变化，而行星的出现则会对这种规则产生影响。帮助找到这颗令人难忘的系外行星的脉冲星是PSR B1257+12。

图解：脉冲星PSR J1930-1852的艺术想象图。图源:yoshiyalab

多普勒光谱法

多普勒光谱和凌日法是探测系外行星常用的两种方法。其中，多普勒光谱法也被称为径向速度法。这种方法的原理是由于行星引力的牵引，中心恒星会发生摇晃，从而人们能够探测到行星的存在。这种方法利用了光的多普勒效应。所谓光的多普勒效应，就是光源发出的光会随着光源的移动而发生改变。当光源远离观察者时，光会向红光方向移动。反之，光会向蓝光方向移动。利用这种方法发现的系外行星，多是大质量的木星型行星。

凌日法

很多行星都是通过凌日法发现的。行星经过恒星表面时会挡住一部分光，从而使恒星的亮度降低。利用这种亮度变化来探测行星的方法即为凌日法。日食就是因为月亮将太阳挡住使太阳光无法到达地球而引起的。虽然月亮大到足以几乎完全将太阳挡住，但系外行星却并没有那么大，他们只能挡住恒星发出的光的一部分。但即便如此微弱的光度变化，也足以让科学家们探测到系外行星。刚刚退役的开普勒空间望远镜就很擅长用这种方法探测系外行星。由于在宇宙空间中不受大气湍流的影响，所以对光度改变的探测更加灵敏。仅开普勒望远镜就发现了约2600颗系外行星。

图解：WASP-107b的艺术想象图。图源：yoshiyalab

系外行星的种类

人们发现了数量众多的系外行星，其种类也纷繁不一。下面介绍几种。

热木星

热木星通常是利用多普勒光谱发现的。它们是一种轨道离主星很近温度很高体积和木星相近的行星。

超级地球

超级地球虽然和地球一样都是岩石行星，但它们却比地球大数倍。虽说是地球型，但却并不一定适合生物生存。

适居行星

适居行星与中心恒星的距离很适合液态水的存在。但由于适居行星包含了各种各样的行星，所以并不能说一定存在生命，不过是很不错的候补。

古迪洛克行星

古德洛克行星是一种位于适居带并且大小与地球相仿的行星。古德洛克行星上很有可能存在生命，甚至存在进化也说不定。

典型系外行星

下面介绍几颗典型的已发现的系外行星。

比邻星b

比邻星b是距太阳系最近的恒星系统中的一颗行星。恒星系统南门二，是一个三星系统。三颗恒星互相绕彼此公转。稍微靠外一些的那颗星就是比邻星。而凭借这颗比邻星发现的系外行星就是比邻星b。所用的方法是多普勒光谱法。由于这颗行星位于适居带，所以它上面很有可能存在液态水。或许，地外生命真的存在。

图解：已处理的半人马座α星A和半人马座α星b的钱德拉空间望远镜成像。来自欧洲南方天文台。图源：yoshiyalab

2M1207b

2M1207b是一颗直接被拍摄到的行星。图像由智利甚大望远镜VLT在红外波段捕获。

图解：2M1207（蓝色）和2M1207b（红色）的红外成像。在地球上的夜空中，这两颗星相距不到一角秒。该图片由欧洲南方天文台8.2米甚大望远镜拍摄。图源：wikipedia

德拉古尔(Draugr)

德拉古尔(PSR B1257+12 b)是质量最小的系外行星。它与第一颗被发现的行星绕同一颗脉冲星公转，其质量是月亮的两倍。

HR 2562b

HR 2562b是质量最大的系外行星，由双子行星影像发现。其质量约为木星的30倍，可能是质量最小的棕矮星。

TRAPPIST 1e

TRAPPIST 1e是一颗位于适居带的系外行星。在恒星系统TAPPIST 1中，同时发现了七颗行星，其中不乏很有可能存在生命的行星。

图源：yoshiyalab

虽然如今已经发现了很多系外行星，但经计算，系外行星的总数超过一百万颗。在如此多行星中，认为生命仅仅出现在地球上，未免有些不合理。虽然人们对于适居带的行星上是否存在生命很感兴趣，但仅凭现在的技术，还没办法到达宇宙的深处。但，也许，科学家们能够找到一种探寻生命痕迹的优良方法。接下来的研究，请拭目以待。

作者: はてブ

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