天文學家如何判斷恆星是否有行星?
對於同一顆恆星,在她不同的恆星周期里可能會沒有行星。例如我們的太陽,她現在有8顆行星,但約40億年後,當她衰老膨脹成紅巨星,包括地球在內的行星都會被吞噬,那時她可能就沒有了···
對於一些複雜的恆星系統,例如雙星、三星甚至多星的系統,由於臨近恆星相互間作用,行星會被清理掉···(有些臨近恆星間甚至有恆星物質交換,所以弱小的行星就更不在話下了···)
恆星沒有行星的理由還有很多,這裡就不全寫下來了···
綜合下來,不是每一顆恆星都有行星···
我們都知道行星本身不會發光,那麼如何判斷一顆遙遠的恆星是否有行星圍繞呢?
由於行星比宿主恆星暗弱得多,直接觀測很困難,一般採用間接方法,即由於行星存在會使得恆星的一些觀測性質發生變化,通過觀測這種變化可得到行星的一些基本參數。
具體方法包括如下幾個:
1,天體測量方法是最先用於行星搜尋的方法。俗稱擺動法。由於行星存在,整個系統質心偏離恆星,恆星會繞質心旋轉,通過測量恆星周期性位置擺動變化來探測行星。天體測量方法的優點在於恆星移動的(最大)幅度不依賴於行星的軌道傾角,因而能夠較為準確計算行星質量;另外,行星越遠質心偏離恆星越大,所以這種方法有利於探測遠距離的類地行星。缺點是需要極為準確的定位,只對比較近的行星系統有效,並且周期性探測需要很長時間的觀測,所需的大望遠鏡很難支持這種觀測,此外恆星表面的亮度不均勻區域由於自轉可能導致假的行星探測。
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2,多普勒方法是有效的行星搜尋方法。當行星軌道面不是face-on的時候,由於多普勒效應,我們可以觀測到恆星在行星影響下做「朝向-遠離-朝向-遠離」的周期運動,所發出的光譜相應會「藍移-紅移-藍移-紅移」,通過監測譜線變化可探測行星。相對於位置測量,高解析度譜線測量要容易的多。缺點在於,由於對軌道傾角(通常未知)的依賴,只能得到行星質量的下限,可能和某些雙星混淆;此外,這種方法對短周期的大行星比較敏感,不適合搜尋類地行星。
3,第三種方法比較容易理解,俗稱眨眼法。當恆星系統整個在一個平面的時候,行星圍繞恆星旋轉到地球與恆星之間時會遮住一部分光線,導致恆星周期性的亮暗的變化,從而推斷此恆星有行星圍繞。
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