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尋找"地球雙胞胎"的史詩式探索之旅
尋找"地球雙胞胎"的史詩式探索之旅尋找"地球雙胞胎"的史詩式探索之旅
圖像來源，ESO/ M. KORNMESSER/ NICK RISINGER，系外行星“飛馬座51b”是人類首次在太陽系以外偵測到的行星
1943年，有科學家宣稱在蛇夫座70（70 Ophiuchus）天鵝座61C兩顆肉眼可見的近距離恒星周圍發現行星。
然而，這些訊號後來被證實為誤判，極可能是當時望遠鏡觀測精度不足所致。
盡管如此，這些主張仍深刻影響了行星研究思維。人們開始認為，銀河系中存在數拾億顆行星的可能性是真實且可科學探討的。
對我們而言，最能突顯這種思維轉變的，是美國天文學家亨利·諾裡斯·羅素（Henry Norris Russell）於1943年7月在《科學人》（Scientific American）撰寫的壹篇文章。
早在20年前，羅素曾預測行星“在恒星中應該很少出現”；但此時他的文章標題已改為《人類中心主義的消亡》，導語寫道：“新發現顯示，銀河系中可能存在數千個有生命的行星。”
值得注意的是，羅素不僅預測行星的存在，更預測“有生命的行星”。燃眉之問是：它們在哪裡？這個問題，直到半世紀後才開始有答案。
如何探測系外行星？
當我們透過位於拉帕爾馬島、由意大利建造的伽利略望遠鏡，使用“Harps-N”光譜儀觀測無數恒星時，很難不驚歎自1995年馬約爾與奎洛茲宣布發現飛馬座51b以來，人類在系外行星研究上的進展。
如今，我們不僅能有效測量類木星行星的質量，甚至能偵測到數千光年外的小型行星。自2012年加入“Harps-N”合作計畫以來，我們得以近距離參與小型系外行星科學的前沿探索。
另壹個重要裡程碑出現在飛馬座51b被發現肆年後。
當時，加拿大籍哈佛大學博士生大衛·夏邦諾（David Charbonneau）偵測到另壹顆已知系外行星的凌日現象（transit）——這是壹顆名為HD209458b的熱木星，亦位於飛馬座，距地球約150光年。
凌日現象指的是行星在恒星前方經過，從觀測者角度看，恒星星光會短暫變暗。
凌日技術不僅可用於偵測系外行星，還能測量行星半徑。
透過持續觀測恒星亮度，並等待因行星通過而造成的光度下降，科學家可推算行星大小。遮蔽星光的程度取決於行星半徑，例如：若由外星觀測者觀察，木星會使太陽亮度降低約1%，而對地球來說，這種影響會減弱壹百倍。
迄今為止，透過凌日技術發現的系外行星數量已是“光譜條碼技術”（即瑞士天文學家最初用來發現飛馬座51b的徑向速度法）的肆倍。
盡管如此，徑向速度技術仍廣泛應用，包括我們目前的研究，因為它不僅能偵測行星，還能測量其質量。
當行星繞行恒星時，會施加引力，使恒星產生周期性擺動，從地球觀測者角度看，恒星的速度會隨之變化。徑向速度技術透過反復測量恒星的速度，尋找穩定的周期性擺動，以此判斷是否存在行星。
圖像來源，CFA，“Harps-N”光譜儀安裝在拉帕爾馬島的伽利略國家望遠鏡上
然而，這些速度變化極其微小。
舉例而言，地球對太陽的引力僅使其速度改變每秒9公分（約3.5英寸）——比烏龜還慢。為了以徑向速度技術偵測行星，我們必須測量距離地球數兆英裡外恒星的微小速度變化。
我們所使用的尖端儀器堪稱工程壯舉。
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1943年，有科學家宣稱在蛇夫座70（70 Ophiuchus）天鵝座61C兩顆肉眼可見的近距離恒星周圍發現行星。
然而，這些訊號後來被證實為誤判，極可能是當時望遠鏡觀測精度不足所致。
盡管如此，這些主張仍深刻影響了行星研究思維。人們開始認為，銀河系中存在數拾億顆行星的可能性是真實且可科學探討的。
對我們而言，最能突顯這種思維轉變的，是美國天文學家亨利·諾裡斯·羅素（Henry Norris Russell）於1943年7月在《科學人》（Scientific American）撰寫的壹篇文章。
早在20年前，羅素曾預測行星“在恒星中應該很少出現”；但此時他的文章標題已改為《人類中心主義的消亡》，導語寫道：“新發現顯示，銀河系中可能存在數千個有生命的行星。”
值得注意的是，羅素不僅預測行星的存在，更預測“有生命的行星”。燃眉之問是：它們在哪裡？這個問題，直到半世紀後才開始有答案。
如何探測系外行星？
當我們透過位於拉帕爾馬島、由意大利建造的伽利略望遠鏡，使用“Harps-N”光譜儀觀測無數恒星時，很難不驚歎自1995年馬約爾與奎洛茲宣布發現飛馬座51b以來，人類在系外行星研究上的進展。
如今，我們不僅能有效測量類木星行星的質量，甚至能偵測到數千光年外的小型行星。自2012年加入“Harps-N”合作計畫以來，我們得以近距離參與小型系外行星科學的前沿探索。
另壹個重要裡程碑出現在飛馬座51b被發現肆年後。
當時，加拿大籍哈佛大學博士生大衛·夏邦諾（David Charbonneau）偵測到另壹顆已知系外行星的凌日現象（transit）——這是壹顆名為HD209458b的熱木星，亦位於飛馬座，距地球約150光年。
凌日現象指的是行星在恒星前方經過，從觀測者角度看，恒星星光會短暫變暗。
凌日技術不僅可用於偵測系外行星，還能測量行星半徑。
透過持續觀測恒星亮度，並等待因行星通過而造成的光度下降，科學家可推算行星大小。遮蔽星光的程度取決於行星半徑，例如：若由外星觀測者觀察，木星會使太陽亮度降低約1%，而對地球來說，這種影響會減弱壹百倍。
迄今為止，透過凌日技術發現的系外行星數量已是“光譜條碼技術”（即瑞士天文學家最初用來發現飛馬座51b的徑向速度法）的肆倍。
盡管如此，徑向速度技術仍廣泛應用，包括我們目前的研究，因為它不僅能偵測行星，還能測量其質量。
當行星繞行恒星時，會施加引力，使恒星產生周期性擺動，從地球觀測者角度看，恒星的速度會隨之變化。徑向速度技術透過反復測量恒星的速度，尋找穩定的周期性擺動，以此判斷是否存在行星。
圖像來源，CFA，“Harps-N”光譜儀安裝在拉帕爾馬島的伽利略國家望遠鏡上
然而，這些速度變化極其微小。
舉例而言，地球對太陽的引力僅使其速度改變每秒9公分（約3.5英寸）——比烏龜還慢。為了以徑向速度技術偵測行星，我們必須測量距離地球數兆英裡外恒星的微小速度變化。
我們所使用的尖端儀器堪稱工程壯舉。
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