51飞马座b绕其恒星运行的插图。二十年前，它是第一个被探测到的系外行星；今年，它是第一个通过反射光直接观测到的。 （图片来源：ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger）二十年前的今天，一个围绕飞马座中一颗不起眼的恒星运行的隐形天体，推翻了天文学家们关于其他恒星周围行星的一切认知。不，其影响甚至更大。51飞马座b的间接探测——有史以来在类似太阳的恒星周围发现的第一颗行星——揭示了他们最初根本一无所知。当时，即使是最富有冒险精神的人也天真地认为，我们的太阳系或多或少是典型的，是所有其他行星系的模板。51飞马座b给他们泼了一盆冷水。新发现的世界是奇异的，一个木星大小的世界以一个炽热的“年”在恒星表面掠过，这个“年”只持续了4.2天。它的存在与行星形成和演化的标准理论背道而驰。它回答了一个大问题：是的，其他行星系统确实存在。但它也引出了一千个其他问题。米歇尔·梅耶在回忆他的发现所引发的深刻困惑时，听起来仍然兴奋不已。1994年秋天，他和他在日内瓦大学的研究生迪迪埃·奎洛兹正在试用他们新制造的名为ELODIE的光谱仪。它旨在以一种可以揭示恒星非常精确运动的方式分解光线。梅耶和奎洛兹使用ELODIE寻找由行星或褐矮星（比行星大但不足以发光）绕其运行的引力牵引引起的微妙的恒星来回摆动。他们几乎立即取得了成功，但他们从51飞马座恒星探测到的信号却与他们预期的完全不同。
左图：1995年，米歇尔·梅耶和他的博士后迪迪埃·奎洛兹发现了51飞马座b。右图：探测到该行星的ELODIE光谱仪。看起来不怎么样，但它的确完成了任务。 （图片来源：梅耶）“它太奇怪了，我们决定等到下一个观测季，”梅耶回忆道。恒星的运动太快、太极端，无法用我们太阳系中的任何行星来解释……然而，信号却无可否认地存在。在又一轮观测得到了完全相同的结果后，梅耶和奎洛兹写了一篇论文——结果被《自然》杂志的一位审稿人拒绝了，他认为他们的主张过于离奇。主编出面干预，梅耶开了一瓶香槟，并于1995年10月6日，在一次意大利天文学会议上宣布了他的发现，引来一片惊叹和怀疑。我不应该听起来如此武断。现在很容易忘记，但二十年前，没有任何令人信服的证据——
……这就是你如何在看不见行星的情况下找到它。左图是ELODIE的光谱。右图是测得的51飞马座恒星的运动，它揭示了这颗隐形行星的引力。 （图片来源：Mayor/Queloz）Mayor和Queloz打开了闸门。他们展示了如何精确探测行星，以及寻找什么；他们一开始就证明，许多这些外星世界与我们太阳系中的世界截然不同。到2000年，天文学家们已经利用不断扩展的搜索技术发现了数十颗这样的“系外行星”。一颗名为CoRoT的欧洲卫星率先采用了寻找凌日的方法，即当行星从恒星前面经过时产生的微型日食。然后，在2009年，开普勒太空望远镜将这项技术进一步推进，取得了惊人的效果。自发射以来，开普勒一直主导着行星搜寻业务，其发现的行星数量远远超过了Mayor和他的同事们在地面所能发现的数量。目前的统计数据显示，有超过5400颗可能的系外行星，其中大部分来自开普勒数据集，包括约1600颗已通过后续观测证实的行星。然而，这些后续观测至关重要，因为开普勒在探测方面很出色，但在分析方面却很糟糕。正如Mayor所说，它是一台“奇妙的统计”机器。理解这些统计数据是一项漫长而艰苦的工作。但这项艰苦的工作带来了丰厚的回报。延续51飞马座b的传统，系外行星目录现在包含了令人眼花缭乱的各种不熟悉的行星类型：蒸发行星、膨胀行星、钻石行星、逆行轨道行星和围绕双星运行的行星——就像《星球大战》中的塔图因一样，许多粉丝都热切地指出了这一点。2004年，Mayor的团队发现了一个全新的行星类别，称为超级地球：质量高达我们地球10倍的岩石世界，并且可能适合居住。事实证明，超级地球是其他恒星周围最常见的行星类型。“看到如此庞大的群体，真是太奇怪了，”Mayor说，“因为我们太阳系中没有这类行星。”多年来，Mayor在行星搜寻方面的开创性工作在开普勒的不断发现以及越来越多的竞争团队的冲击下，在一定程度上被掩盖了。他谦逊的性格和浓重口音的英语肯定也无济于事。但如果Mayor感到受到任何轻视，他肯定没有表现出来。当我与他交谈时，他像谈论最初导致他发现51飞马座b的摸索性努力一样，热情洋溢地谈论他目前的研究。
附近的“超级地球”行星HD 219134b从其恒星前面经过，投下了一道微弱的阴影。这次凌日（迷你日食）将使其有可能详细研究其大气层和组成。 （图片来源：NASA/JPL-Caltech）就在过去一年里，Mayor和他的团队对其他恒星周围世界的探索又做出了两项显著贡献。四月份，他们重新审视了51飞马座b，这次他们能够探测到行星本身的反射光。这是人类首次观测到系外行星云顶的直接反射——考虑到附近的恒星亮度是其数百万倍，这是一项令人难以置信的成就。随后在七月份，Mayor的合作者发现了一颗名为HD 219134b的行星，它是最近的超级地球之一。它距离地球仅21光年，这将使其成为未来太空望远镜的宝贵研究对象。Mayor和他现在规模庞大的同事们尚未成功追踪到他们最想要的东西：地球的孪生兄弟，另一个温暖、湿润、宜居的行星，能够（或已经）支持生命。填补系外行星的版图是过去二十年的伟大冒险。在宇宙地图上找到那个特殊的地点是2035年的伟大探索。我们将如何做到？我将在下一篇文章中探讨行动计划。欲了解更多天文学和太空新闻，请在Twitter上关注我：@coreyspowell
