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首张系外行星图像已确认!

见证第一张绕太阳系外恒星运行的行星图像,证明了系外行星的发现是可能的。探索宇宙奇观!

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一颗绕太阳以外的恒星运行的行星的**第一张图像**已被确认。他们真的做到了;他们抓到了一个行星!我不会让你继续猜测:这是图像

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这颗行星是左下方蓝色模糊团旁边的红色模糊团。蓝色团是母星,它是一颗褐矮星,是一颗质量非常低的恒星(它看起来是蓝色的,因为这是一张假彩色图像)。这颗行星的质量大约是木星的5倍,完全处于行星的范围内,远远低于成为褐矮星的最低标准,更不用说恒星了。它围绕恒星运行的距离大约是冥王星绕太阳运行距离的1.5倍。就这些事情而言,它们离得很近:距离这里只有70秒差距(230光年)。那么我们怎么知道那是一个行星呢?啊,这是一个精彩的故事。坐好,放松一下;这需要一些时间。我们已经知道其他行星一段时间了。第一批是在1990年发现的,它们围绕着一个脉冲星(一颗死亡的恒星)运行。考虑到它们所处的环境,这些行星相当有趣,但它们并非绕着类太阳恒星运行(尽管我强烈建议阅读发现背后的故事,这是一个宏伟的故事,充满了真实的科学和真实的科学家)。第一批绕着类太阳恒星运行的行星是在1995年发现的。它们**不是**直接看到的,而是仅通过它们对母星的影响来发现的。恒星当然有很大的引力,所以行星在很大的圆(或椭圆)轨道上绕着恒星运行。但行星也有引力,会拉扯恒星。这就像两个人,一个大一个小,手拉手绕着对方转。小个子画一个大圆,大个子画一个小圆。当恒星移动时,这种运动通过多普勒效应来揭示,这与赛车在你身边疾驰时发出的“EEEEEEEEooooooowwwwwwwrrrrrrrrrrr”的声音是相同的效果。当恒星在其微小的轨道上向我们移动时(如果你想这样想的话),多普勒效应意味着它的光会变得稍微蓝一点。当它离我们远去时,光会变得稍微红一点。这种偏移极其微小,需要极其灵敏的仪器才能检测到。这项技术十年前才问世,我们已经取得了长足的进步:通过这种方式发现了150多个行星。虽然这很棒,但它仍然让我们这些半进化的猿类不满意:我们想**看到**东西!那些探测结果变成了正弦波和波浪线的图。我想看到一个行星!嘿嘿。好了,我有点分心了。回到故事。一直有一场关于拍摄另一颗恒星周围行星的第一张图像的竞赛。我在这场竞赛中扮演了次要角色。当我研究哈勃望远镜上的一个相机时,我们想知道是否能成像出绕最近的类太阳恒星半人马座阿尔法运行的行星。我写了一些程序来模拟相机的工作原理,并确定如果条件合适,我们**或许**能**勉强**探测到一个。但这将是一次极其困难的观测,而且我们无法说服控制哈勃的人进行观测——考虑到这次观测的难度以及成功的几率如此之低,我真的不怪他们。我们确实搜索了其他附近的恒星,但从未找到(嗯,否则我现在就不会写这篇博文了;我会在几年前就写了!)。然后,哈勃望远镜上的红外相机传来了图像。在红外波段寻找行星是很好的。恒星很亮,以至于它们完全淹没了来自行星的微弱光线。也就是说,在**可见光**下。在红外波段,行星亮得多,而恒星则暗得多。在哈勃望远镜上的红外相机传来的图像。在红外波段寻找行星是很好的。恒星很亮,以至于它们完全淹没了来自行星的微弱光线。也就是说,在**可见光**下。在红外波段,行星亮得多,而恒星则暗得多。在可见光下,恒星可能会比任何假设的行星亮十亿倍(就像半人马座阿尔法星一样),而在红外波段,恒星可能只亮数千倍。这仍然很多,但更容易处理。我的朋友Glenn Schneider从红外相机那里得到了一些有趣的数据,显示了一颗暗淡的恒星(记录在案,它被称为TWA 6,因为它是一个被称为TW Hydrae星协的年轻恒星的松散群体的一部分),旁边还有另一颗更暗淡的恒星。这颗物体的颜色与行星一致。他是否找到了绕另一颗恒星运行的行星?他不确定,因为它可能是一颗背景恒星冒充的行星。他需要证据。唯一知道的方法是等待一年,看看这两个物体是否一起在天空中移动(稍后会详细介绍,因为这对我们的故事至关重要),或者拍摄光谱,将光分解成像彩虹一样的颜色。通过这样做,你可以区分行星和恒星。于是Glenn使用了我之前使用的相机来拍摄光谱,并请我帮忙分析数据。我花了**几个月**的时间在那些数据上。几个月!但目标很甜蜜:获得一颗绕远方恒星运行的“外星世界”的第一张图像的证据……其他人(比如我的朋友Eliot Malumuth)也在数据上努力工作,但最终我们就是无法做到。恒星的光线淹没了另一物体更微弱的光线。沮丧之下,我们放弃了。后来,后续观测表明那是一颗背景恒星。算了。我们怎么知道那不是一颗行星呢?我们稍作回顾。银河系是由数百亿颗恒星(以及尘埃、气体和其他杂物)组成的圆盘状集合体。恒星围绕中心运行,其中包括太阳。即使以200公里/秒的速度,绕银河系一周也需要大约2.4亿年。哇。

但其他恒星以不同的速度运行。因此,多年来,我们看到天空中恒星相对于彼此移动。我们称之为它们的“自行”(我写了一篇关于这个的网页,其中包含一张哈勃望远镜展示了附近恒星这种运动的图片)。所以,如果你拍摄一颗恒星的图像,等待一段时间,再拍摄一张,你就可以检测到这种运动。看这是怎么回事(哈哈)?如果我们看到一颗恒星附近有一个光点,那可能是一颗背景恒星。所以我们等待一段时间,然后再拍一张照片。如果近距离恒星相对于其他光点移动了很多,那么这个光点很可能是一颗远得多的恒星。如果它是一个行星,它就会分享恒星在天空中的运动。在Glenn的恒星例子中,后来的观测表明这两个物体**没有**一起移动。它们无关,我们没有行星。快进大约五年,到2004年……去年,一个由天文学家Gael Chauvin领导的团队使用了在智利名为“甚大望远镜”的望远镜,并且他们发现了一些有趣的东西。在一颗名为2M1207(讽刺的是,它也属于TW Hydrae星协!)的暗淡红星附近,有一个更暗淡、更红的光点。嗯……他们得到了一张光谱,看起来确实像一颗年轻的行星,仍然因形成而发热,但他们无法**绝对**确定。唯一能确认它是否是行星的方法是等待,并在之后获得更多图像。然后他们就能看到这两个光点是否一起移动了。再次快进到2005年4月……嘿,那就是**现在**!**成功!**

上图(点击它会带你到一个220kb的高分辨率图像)显示了证据。蓝线表示如果它**不是**行星,行星相对于恒星的运动,而平坦的红线表示如果它真的是一颗行星,与恒星一起移动。请注意图上的点——它们正好落在红线上。**这两个光点一起移动了**。这意味着最后一点疑虑已经消除。他们成功了!我在此宣布,它们是星辰和行星。事实上,这颗恒星需要改名:它现在被称为2M1207A。这颗行星是2M1207b(恒星用大写字母,行星用小写字母,所以这不是拼写错误)。我诚挚地、极其兴奋地祝贺Gael Chauvin和他的团队拍摄了这张令人难以置信的图像。看看它!当然,它很年轻,只有大约800万年的历史(而地球有45亿年),而且它仍然非常热,以至于大气中的水仍然是蒸汽。而且,它需要几百万年才能冷却下来,即使那样,它也可能是一颗气态巨行星,很像木星。但它是一颗**行星**。而且你可以**看到**它。随着我们的技术越来越好,我们将发现越来越低质量的行星。然后可能会有一个飞跃:NASA计划建造能够成像地球大小行星的太空望远镜,正常的、成熟的行星,**就像地球一样**,如果它们在那里的话。我认为它们在那里,而且我认为我们会看到它们。我很好奇。我的女儿今年九岁。当她上大学,上天文学课时——她的老师会给她看一颗拥有蓝色海洋、绿色和棕色大陆、白色云彩……绕着半人马座阿尔法运行的世界的图像吗?

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