How Do Astronomers Find Exoplanets? Wiggles!
12:41 Share

这条消息来自Amica保险公司。正如Amica所说，同理心是我们的最佳策略。这就是为什么他们会根据您的需求定制您的保险范围。无论您是在路上、在家中还是在人生旅程中旅行，他们友好而知识渊博的代表都会与您合作，确保您拥有合适的保险范围。Amica将为您提供安心。访问amica.com，立即获取报价。

本条消息来自NPR赞助商Intercom。FIN by Intercom，领先的AI客户服务代理，现已在每个服务台提供。被G2的获奖者报告评为第一AI代理。更多信息请访问inter.com/NPR。您正在收听来自NPR的Shortwave。在成长过程中，您可能学习过行星的名称。水星、金星、火星、木星。但是Beta Pictoris C呢？

您可能没有学过这个。我也没有。这是因为我们直到2019年才发现它，而且因为它是一颗太阳系外行星，或称系外行星。系外行星是一颗……

但它不绕太阳运行。它绕着银河系中的另一颗恒星运行。那是Josh Wynn。他是普林斯顿大学的天文学家和系外行星猎人。系外行星的研究是天文学最新和最令人兴奋的领域之一。它实际上只在20世纪90年代中期才开始发展。此后，科学家们通过依赖重力的一点技巧发现了数千颗系外行星。

当一颗行星绕一颗恒星运行时，那是因为恒星的引力正在拉动这颗行星。但是力是成对出现的。如果恒星正在拉动行星，那么行星也必须以相同的力拉动恒星。与行星相比，恒星质量巨大。因此，来自行星的引力拉力不会使其移动太多。但无论如何，它确实会导致它移动。

基本上，行星会使它们的恒星摆动。但我们并不总是能够直接观察到这种摆动。我们的望远镜不够灵敏，无法探测到它。

因此，过去我们主要使用其他方法。这些方法……它们非常擅长寻找轨道小且靠近恒星的行星，有点像水星、金星和地球。但这些行星只是故事的一部分。如果没有办法找到远离恒星的行星，科学家们就无法完整地描绘这些太阳系，直到现在。

这种被称为天体测量法的新方法实际上最擅长寻找遥远的行星。像木星、土星、天王星和海王星这样的行星围绕着其他恒星运行。这种新方法使我们能够填补图像的空白，找到天文学家以前无法探测到的行星。

这是系外行星发现下一个重要阶段的开始。几年后，我们将能够使用这项技术发现数千颗新的系外行星。它们将与我们已经了解的行星不同。因此，今天的节目是系外行星发现的下一个阶段。科学家们如何填补太阳系难题中缺失的部分，以及这项搜索才刚刚开始。

我是Regina Barber，您正在收听Shortwave，这是来自NPR的科学播客。99%的美国人口居住在至少一个公共媒体电台的收听范围内。每个人都可以免费收听NPR播客。这意味着您可以完全无障碍地访问故事、获奖报道和代表全国各地声音的节目。每天在NPR收听更全面的内容。

NPR为全国各地的社区提供信息和联系，在危机时期提供可靠的信息。联邦资金帮助我们完成创造更知情公众的使命，并确保公共广播对每个人都可用。了解更多关于维护公共媒体未来的信息。访问protectmypublicmedia.org。

等等，等等，别告诉我。新鲜空气、第一新闻、NPR新闻快讯、Planet Money、TED广播时间、ThruLine、NPR政治播客、Code Switch、Embedded、我们喜欢的书籍、Wildcard，只是您可以通过NPR+享受无赞助商的播客中的一部分。通过捆绑选项，在20多个播客中获得各种特权。了解更多信息，请访问plus.npr.org。

好的，Josh，那么首先，你能告诉我，我们过去是如何发现系外行星的吗？例如，我们知道哪些方法有效？当然。我们有两种主要方法导致了大多数发现。截至今天，大约有5800颗已知的系外行星。是的。其中大约4000颗来自一个非常巧妙的技巧，它基于日食。如果一颗行星的轨道恰好使其直接穿过恒星前方，

它所围绕的恒星，那么它将阻挡恒星的一点点光线，我们可以通过恒星在几小时内显得稍微暗淡一些来判断。这被称为凌日法。我们说这颗行星正在凌日。但是凌日法，虽然它是一种很棒的技术，但它有一个严重的问题，那就是它需要一个非常特殊的巧合，才能使轨道方向恰好正确

这样，从我们的有利位置，我们就能看到这些日食。是的。因此，它错过了大多数存在的行星。这让我想起了灯塔，对吧？就像如果你不在正确的角度，如果你是一架在灯塔上方的直升机，你将看不到光束照射到你。你可能会错过它。没错。因此，如果有外星人从各个可能的角度观察我们的太阳系，只有二百分之一的外星人才能看到地球直接经过太阳前方。嗯哼。

现在，第二种最好的方法，也是20世纪90年代中期真正起作用的第一种方法，是基于感知恒星的运动。我们可以使用一种称为多普勒效应的技巧来检测恒星的运动。是的。

现在，多普勒这个术语可能让你想起用于测量汽车速度或从空中降落的雨滴速度的多普勒雷达。每当你有一个相对于观察者移动的波源时，你就会得到这种效应。光是一种波。因此，如果一颗恒星正在向我们移动，

那么它发射的光线到达地球时，其波长似乎发生了变化。是的。我的意思是，我喜欢用声音而不是光来打比方。它们都是波，所以我们可以这样做。消防车的警笛，当它向你驶来时，它的声音与它经过你时的声音不同。是的。这就是多普勒效应。没错。我们实际上可以听到这些变化。就像你说的，如果一辆车经过，我们会听到它……

是的。现在，光速与声速相比非常巨大。太快了。太快了。是的。因此，当我们除以光速时，我们得到对我们的眼睛来说微不足道且无法检测到的效应。是的。但是作为天文学家，我们的全部工作就是弄清楚如何非常非常精确地分析星光。因此，我们有专门的设备可以检测这些微小的波长变化。因此，您使用这种新方法来测量恒星如何摆动，它被称为天体测量法。天体测量法是什么？天体测量法。

天体测量法实际上是天文学中最古老的技术之一。这意味着测量恒星在天空中位置。因此，如果您能精确测量它在天空中所处的位置，那么您就在进行天体测量。哦，哇。好的。好的。所以它只是直接测量恒星的位置。没错。测量恒星在天空中坐标。

是的，当我第一次了解恒星摆动时，在20世纪90年代，我以为我们实际上是在测量这个。但是你说那实际上是多普勒方法，我们是在测量恒星的速度，而不是观察这些恒星的移动。是的。好的。天体测量法在概念上更简单。我们只是看到恒星在天空中移动，来回摆动。现在，我们不能

我们不能用肉眼直接看到它。这些运动太小了。好的，好的。那么，使用这种新方法，我们期望看到什么样的行星呢？最大的区别在于，在天体测量法中，你看到恒星在天空中摆动，它更擅长寻找遥远的行星。具有非常宽轨道的行星。为什么是这样呢？

这是因为行星离恒星越远，它的轨道就越大，这也使得恒星的轨道也更宽。明白了。好的。而且，如果我们试图看到恒星摆动，我们希望恒星移动得尽可能远。是的。因此，轨道越宽越好。那么为什么这种方法现在才有可能呢，而以前不行呢？是的。

是的，最大的改变者是一项名为盖亚的欧洲太空任务。他们在2013年发射了一架望远镜。实际上是两架望远镜，它们指向不同的方向，望远镜正在旋转。在太空中。在太空中。所以它是一个带有两架望远镜的旋转平台，望远镜正在做的是测量……

恒星穿过每架望远镜视野的确切时间。因此，每次它旋转并看到一颗特定的恒星时，它都会记录那一刻。如果您有数十亿次这样的测量，那么您可以以最高的精度计算所有这些恒星的确切位置。

好的，总而言之，这种新方法之所以成为可能，是因为盖亚能够进行这些精确的测量，这反过来又使得真正看到这些摆动的恒星并帮助我们识别潜在的系外行星成为可能。我的意思是，那里有很多恒星。你用这种新方法发现了一颗系外行星。你是如何选择要观察的恒星的呢？

因此，操作盖亚望远镜的团队准备了一份大约75颗似乎来回摆动的恒星的清单。所以我们的想法是，好的，这些似乎是来自天体测量法的新行星。让我们使用多普勒方法看看是否可以证实它们。好的。事实证明，

这75个天体中的大多数都不是系外行星。它们是其他东西。是的。因此，我们发现的那一颗来自对这些候选者进行长时间的筛选，排除了大多数候选者，到目前为止只得到一颗我们非常确定是系外行星的候选者。这颗系外行星后来被命名为盖亚4b，你能多谈谈这颗行星吗？我们对它了解多少？

当然。它是一颗异常巨大的行星。它的质量几乎是木星的12倍。哦，哇。哇。你可能会称它为超级木星。是的，我喜欢那些。它每571天绕其恒星运行一次。什么？它的质量较低，颜色更红，光度也低于太阳。嗯哼。

它位于大约240光年之外。这么近。按照银河系的标准来说，它相当近。是的，我的意思是，对于我来说，作为一个研究过数亿光年之外的星系的人来说。但是我也喜欢木星。所以，超级木星听起来令人难以置信。所有这些盖亚数据听起来都很棒。盖亚任务实际上已经结束。是的，它运行了十多年。

勤奋地收集数据并测量所有这些数十亿颗恒星的位置。

但是最终，你知道，所有美好的事物都必须结束。它燃料耗尽，将不会进行任何进一步的观测。但是我们甚至还没有查看所有这些数据，对吧？没错，是的。大约一年半，也许两年后，我们将拥有他们现在正在努力处理的更大规模的数据集。这应该会导致至少数百颗，可能数千颗新的系外行星被探测到。

所以告诉我更多关于使用天体测量法如何基本上让我们获得更完整的图像的信息。你为什么认为人们了解这些其他太阳系、其他恒星周围的其他行星很重要呢？好吧，想象一下，如果我们不知道我们自己太阳系中的木星、土星、天王星或海王星会是什么样子。我们将对太阳周围发生的事情有一个非常不完整的画面。我们想要……

对系外行星系统有同样的完整知识。我们想知道小型行星、大型行星、靠近恒星的行星和更遥远的行星，以便我们能够了解它们之间的关系。这些系统中存在的模式是什么，以及它们与我们在我们系统中观察到的模式有何比较？是的。当你根据一个例子（太阳系）得出所有结论时，很难得出任何结论。

你真的需要数千个数据点，并且需要对这些系统有完整的了解，然后才能对可能存在的任何模式充满信心。是的。Josh，非常感谢你。我迫不及待地想看看当你开始分析盖亚数据时你会发现多少。很高兴认识你。感谢你的邀请。如果你喜欢这一集，请确保你不会错过任何新的节目，方法是在你正在收听的任何播客平台上关注我们。

如果你有一个你想让我们调查的科学问题，请发送电子邮件至[email protected]。本集由Hannah Chin制作，Burleigh McCoy编辑。Tyler Jones核实了事实。Kweisi Lee是音频工程师。Beth Donovan是我们的高级总监，Colin Campbell是我们的播客战略高级副总裁。我是Regina Barber。感谢收听来自NPR的Shortwave。

心理学家Dolly Chug研究了我们会为了保护我们看待自己的方式而付出的努力。我们关心的是我们是否被视为好人，其他人是否将我们视为好人，以及我们是否觉得自己是好人。关于我们自我形象的想法。这在来自NPR的TED Radio Hour播客中。

想知道世界上发生了什么吗？收听世界现状播客。我们每天都会为您带来来自世界各地的重要故事。在短短几分钟内，您可能会听到韩国的民主制度如何维持，或者遇到转向犯罪的印度猴子。我们不会环游世界。我们已经在那里了。收听来自NPR的世界现状播客。

《白莲花》的最新一季提供了一份充满性、背叛、暴力、复仇、特权、毒品、死亡以及（这是新的）灵性的热带自助餐。但是谁的尸体漂浮在池塘里？我们已经看到了结局，我们对想法有想法。收听来自NPR的流行文化快乐时光播客。