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系外行星获诺奖,人类不孤单

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发布时间: 2019-10-09
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系外行星获诺奖,人类不孤单

2019年10月8日,2019年度诺贝尔物理学奖授予了三位天体物理学家,以奖励他们在扩展人类对于宇宙认识方面做出的突出贡献。其中,两位获奖者以系外行星的发现而斩获桂冠。这两位获奖者其实是师徒关系。

系外行星获诺奖,人类不孤单2019年诺贝尔物理学奖三位得主(图片来源:https://www.nobelprize.org)

  Part.1

  人类1995年才找到

  第一颗绕太阳型恒星运行的系外行星

  如今,相信大多数的人都认为人类并非宇宙中唯一的智慧生物,然而,有件事可能会超出你的常识范畴——人类最早发现围绕太阳型恒星运行的系外行星其实是在1995年,而笔者彼时已经是一位十岁的少年了。

系外行星获诺奖,人类不孤单人类发现的第一颗围绕太阳型恒星运行的系外行星(图片来源见水印)

  坦率的说,笔者最早了解到这件事的时候着实吃了一惊,毕竟在那时,哈勃已经升空5年,而苏梅克列维9号彗星一年之前才与木星天地大冲撞。

  然而,事实是,在这两位获奖者于1995年发现围绕飞马座51b星的系外行星之前,人类还真没有直接观测到与地球类似的系外行星的证据,无论科学家或者普通人是如何确信这件事。所以,第一颗系外行星被发现的时间,可能比我们以为的要晚的多。

  不过,需要特别指出的是,其实在1992年,波兰天文学家亚历山大·沃尔兹森就曾经发现了一颗系外行星,只不过这颗行星所处的环境与地球完全不同,他所围绕旋转的并非是类似太阳的恒星,而是一颗中子星。如果系外行星研究独立获奖,相信亚历山大·沃尔兹森很可能会有一席之地,然而由于本领域今年已有两位学者入围,亚历山大·沃尔兹森获得诺贝尔奖的可能性也基本归零了。

  Part.2

  言归正传,什么是系外行星呢?

  正如字面意思所言,系外行星就是太阳系外的行星。它们围绕着各自的恒星旋转,与地球和太阳的关系完全一样。

系外行星获诺奖,人类不孤单系外行星想象图(图片来源:见图片水印)

  夜空中大部分闪亮的天体是恒星,它们体积巨大,自身发生聚变反应,进而向周围宇宙空间辐射光热。而行星围绕恒星旋转,体积要小的多,且自身无法发光发热。我们能看到恒星是因为它们无时无刻不在放射光芒,而我们能看到行星是因为它们会反射恒星的光亮。

  Part.3

  麦耶和奎洛兹是怎样发现系外行星的?

  两位科学家并非直接观察行星,而是将目标对准行星围绕的恒星。他们发现恒星的颜色存在周期性的变化,这与其周围存在的引力源有关,他们认为这是行星围绕恒星运动过程中二者间的作用结果。

  在他们公布观测结果后仅仅6天,美国天文学家杰佛瑞·马西(Geoffrey W。 Marcy)就观测到了这颗行星的存在。同样遗憾的是,虽然杰佛瑞·马西在寻找系外行星方面功绩彪炳(前100颗太阳系外行星的其中70颗是他和保罗·巴特勒和黛布拉·费希尔共同发现),他也在事实上失去了获诺奖的可能。

  Part.4

  这颗系外行星有哪些特殊之处?

系外行星获诺奖,人类不孤单第一颗绕太阳型恒星运行的系外行星与太阳系行星的对比

  这颗行星与其围绕着的飞马座51b星间距离非常近,以太阳系作比较的话,这颗行星的轨道甚至比水星还靠内。由于距离接近,这颗行星的公转周期只有101个小时,也就是说这颗行星上的一年还不到5天。其次,这颗行星的质量大约是木星的一半,与之特征类似的太阳系行星(公转周期如此短且质量如此大)完全不存在。可想而知,这颗行星所处的环境将极为严酷,生命存在的可能性微乎其微,不过这也从一个侧面反应了宇宙中空间环境的多样性。

  Part.5

  发现系外行星对于人类有何意义?

  学术意义而言,系外行星的发现为天文学家提供了可以借鉴的研究方法,从新的角度为人类开启了一扇认识宇宙的大门。

系外行星获诺奖,人类不孤单图片来源:见图片水印

  长远来说,人类的终极目标将是星辰大海,我们的足迹将会踏上月球火星,并且最终在未来的某个时间冲出太阳系。系外行星的搜寻和研究,或许是在为数千年后的人类寻找安身之所。


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