当我们在地球上感受着大自然带给我们的幸福时,天文学家、物理学家们在研究在太空中的是否存在其他行星,在这条就现在来说已经很容易的事情,却在当时困难重重,究竟是为什么呢?
精确性难题
所有天体都围绕彼此运转。同等质量的双星会绕着它们中间的一个点运转。不过,一旦其中一个天体的质量比另外一个要小(一颗小行星绕着一颗大恒星运转的情况就是如此),那么运转轨道的中心便会偏向质量较大的那个天体。因此,看起来是一颗行星围绕着恒星旋转,但是这颗行星的引力也会迫使恒星的轨迹围绕一点发生偏移。这种轻微偏离的中心就取代了恒星自身的中心。西的研究方向是找到这种天体细微运动的证据,这需要长年累月地追踪一颗恒星的位置。这样,当恒星被一颗不可见的行星扰动时,天文学家就能看见恒星的轨迹出现了之字形扭曲。不过,恒星位置的变化是非常细微的。
方法二:去追踪恒星运行速度的变化而不是其位置的变化。
当恒星开始在自己的轨道上运行时,行星的引力会引起其先朝地球上观测者的方向偏移,然后再偏向另一方。假如天文学家能够测量到速率上的这些变化(即反射运动),就能够设计出一种探测绕行行星的方法。不过,就像运行轨道一样,由轨道反射运动所引起的星际运动速率的变化依然非常细微,要达到探测所要求的精确度依然还有大量的技术难关需要攻克。
方法三:只关注恒星的亮度,即其总的光输出。
在任何一年中,从地球上可以看到2~3次日食。以地球作为观测点,每一次日食都发生在月球从太阳前面穿过期间部分或完全挡住其光线的时候。同样的原理可以应用于行星搜寻。但这意味着系外行星在每一个周期的公转中都会从地球和恒星之间短暂掠过,正如月亮在月食期间从地球和太阳之间掠过一样。每当有行星进入地球与它的主恒星之间时,它将挡住主恒星的一小部分光,而我们在地球上则会看到主恒星的光线非常微弱地变暗了。
除了这种对精度的苛求之外,还存在着另一个复杂的因素:恒星自身也会产生与它的行星掠过其表面时同样轻微的光线变化。
而这些方法在当时都没有确切的数据支持,直到开普勒望远镜的出现。
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