Question

激动人心的发现：天文学家首次发现河外行星的存在

Answer 1

9月20日，天文学家发表了一篇论文，在距离地球2300万光年的M51星系中发现了第一颗河外行星。1992年天文学家发现了第一颗系外行星，自那以后的28年间，人类已经发现了4277颗系外行星，还有5000多颗等待确认。它们都有一个特点，那就是还处于银河系内。

天文学家相信，宇宙中行星的存在是普遍的，银河系内有行星存在，别的星系肯定也存在着行星。但是一直以来，天文学家很难找到河外行星存在的证据。这并不是科学家的理论出了问题，而是目前用来搜寻系外行星的方法，对于其它星系来说基本没用，因为它们太遥远了。

搜寻系外行星有多种方法，但最主要的还是凌日法。当系外行星从地球和它的母恒星之间经过时，它会遮挡住部分光线，使它的母恒星的亮度稍微变暗，差不多变暗了百分之一到万分之一。但是这种亮度的细微变化人类肉眼是察觉不到的，需要使用精密的仪器进行测量。

事实上，凌日法的原理就和发生日食一样。当日食发生时，我们能明显感觉到光线的变化，并且知道月亮就在其中。只不过，系外行星亮度变化的观测靠的是仪器。开普勒太空望远镜使用的就是凌日法，它从2009年升空后就开始搜寻系外行星，并且已经找到了3000多颗，被形象地称为“行星猎手”。

但是，对于遥远的星系来说，这种方法并不适用。对于一般的望远镜来说，它没有足够的分辨能力，把河外星系的每颗恒星分辨得清清楚楚。而那些有能力看清别的星系中恒星的大望远镜，也没有能力察觉到光线细微的变化。因此，凌日法对于现有望远镜来说，简直是强人所难。

虽然凌日法无法搜寻河外行星，但聪明的天文学家开发了一种与它类似的方法，这方法搜寻的不是可见光而是X射线。

这颗河外行星环绕着一个双星系统运行。这个双星系统由一颗恒星和一颗中子星组成，并且中子星吸收恒星的物质形成了一个吸积盘。我们知道，吸积盘中的物质相互摩擦会发出强烈的X射线。重点是，这个吸积盘的尺寸非常小，也就几十到上百公里，远比行星的直径要小。如果行星刚好运行到吸积盘和地球之间，那么吸积盘可以被完全遮挡，这时我们就会在X波段看到它完全暗了下来。

天文学家这次观测到的就是这个现象，在长达20-30分钟的时间内，钱德拉X射线天文台观测到完全的黑暗。天文学家推测，这是一颗土星大小的行星。有一些人质疑，这颗天体难道不能是另一颗恒星吗？答案是不行的，因为这个双星系统太年轻，还无法演化出另一颗恒星。还有一些人质疑，这是吸积盘的周期性亮度变化，但是天文学家观测到所有光谱全部变暗，可以排除这种可能性。

这一发现令人着迷，因为这是首次探测到其它星系中的行星。相信在不久的将来，河外行星的探测会有更大的突破。