XXXV：系外行星"名人堂"（上）

引言：一起看看大千世界無奇不有的“系外行星”們吧~

知識(shí)點(diǎn)I：最早關(guān)于系外行星的報(bào)告

1916年9月，美國(guó)天文學(xué)家愛德華·愛默生·巴納德發(fā)現(xiàn)了最高自行速度的恒星（10.3角秒/年），距離地球僅6光年，這顆星后來被叫做巴納德星。1938年到1962年，彼德·范·德·坎普通過連續(xù)的照相觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)巴納德星有著奇怪的擺動(dòng)現(xiàn)象，他認(rèn)為巴納德星有一顆伴星，然而計(jì)算結(jié)果顯示，伴星質(zhì)量只有木星的1.6倍，公轉(zhuǎn)周期24年，因此他認(rèn)為這個(gè)伴星實(shí)為行星。同年晚些時(shí)候他又提出巴納德星可能擁有2顆行星，質(zhì)量分別為木星的1.1倍和0.8倍。然而直到90年代哈勃望遠(yuǎn)鏡上天，也沒有獲得有關(guān)這個(gè)行星的確鑿證據(jù)。

知識(shí)點(diǎn)II：鼓舞人心的繪架座β

第一條真正的線索來自于一個(gè)年輕的恒星繪架座β，質(zhì)量為太陽(yáng)的1.75倍，距離太陽(yáng)63.4光年，年齡只有800萬-1200萬年。20世紀(jì)80年代，布雷德福特和理查德通過紅外波段發(fā)現(xiàn)在它周圍存在著一個(gè)氣體塵埃組成的盤狀結(jié)構(gòu)，直徑達(dá)200AU。這是對(duì)康德和拉普拉斯太陽(yáng)系形成和演化模型的重要證據(jù)。1997年，“哈勃”望遠(yuǎn)鏡觀察到盤中存在著縫隙，天文學(xué)家認(rèn)為有行星將此處軌道“清空”。2009年，甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT）在紅外波段直接拍攝了行星繪架座βb的圖像。

知識(shí)點(diǎn)III：第一個(gè)系外行星——PSR B1257+12 b

1990年2月9日波蘭天文學(xué)家亞歷山大·沃爾茲森通過阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡在室女座內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一顆自轉(zhuǎn)周期僅6.22ms的毫秒脈沖星PSR B1257+12，他注意到其脈沖周期存在著一些周期性的不穩(wěn)定。1992年，沃爾茲森和加拿大天文學(xué)家弗雷爾指出在該毫秒脈沖星外可能存在著2個(gè)甚至3個(gè)行星。PSR B1257+12 b為2.8倍地球質(zhì)量，距離脈沖星0.47AU，公轉(zhuǎn)周期98.2天；PSR B1257+12 c為3.4倍地球質(zhì)量，距離脈沖星0.36AU，公轉(zhuǎn)周期66.6天。1994年4月，第三個(gè)行星被確認(rèn)，質(zhì)量?jī)H為地球的1.5%，距離脈沖星只有0.19AU，公轉(zhuǎn)周期25.34天，這顆這也是迄今為止所發(fā)現(xiàn)的最小質(zhì)量的系外行星。

知識(shí)點(diǎn)IV：第一個(gè)繞主序星運(yùn)動(dòng)的系外行星——飛馬座51b

1995年10月6日迪迪埃·奎羅茲及其導(dǎo)師米歇爾·麥耶通過視向速度法發(fā)現(xiàn)了首個(gè)“真正意義上的”繞著其他恒星（指主序星）運(yùn)動(dòng)的行星（因此獲2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）。飛馬座51是一顆與太陽(yáng)同型的主序星，質(zhì)量?jī)H比太陽(yáng)大6%，直徑大20%。飛馬座51b的質(zhì)量接近木星的一半，而軌道半長(zhǎng)徑卻只有0.053AU，公轉(zhuǎn)周期僅4.23天，它引起恒星的擺動(dòng)速度高達(dá)56m/s。這個(gè)行星可能被恒星潮汐鎖定，只有一面朝著恒星，因此天文學(xué)家估計(jì)行星的表面溫度可以達(dá)到1000℃，如此高的氣溫讓它的大氣層膨脹到比木星還要大50%。這種行星后來被稱為“熱木星”。此后一段時(shí)間里，使用相同方法接二連三發(fā)現(xiàn)不少系外行星，質(zhì)量從木星的1/4到十幾倍不等，其中不少是熱木星。

知識(shí)點(diǎn)V：第一個(gè)雙星系統(tǒng)中運(yùn)行的行星——巨蟹座55b

1996年4月12日，美國(guó)天文學(xué)家杰弗里·馬西和保羅·巴特勒發(fā)現(xiàn)了在一個(gè)雙星系統(tǒng)中運(yùn)行的行星。巨蟹座55A是個(gè)0.95倍太陽(yáng)質(zhì)量的主序星，伴星是一個(gè)僅0.13倍太陽(yáng)質(zhì)量的紅矮星，距離主星遠(yuǎn)達(dá)1065AU。行星巨蟹座55b的質(zhì)量為木星的0.825倍，距離主星僅0.1148AU。2002年、2003年、2005年，這個(gè)系統(tǒng)中又有4個(gè)行星被相繼發(fā)現(xiàn)，它們都繞著主星公轉(zhuǎn)。

知識(shí)點(diǎn)VI：第一個(gè)繞著伴星運(yùn)動(dòng)的行星——天鵝座16Bb

1996年10月22日，馬西和巴特勒在天鵝座16系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)一個(gè)行星。天鵝座16是一對(duì)雙星，天鵝座16A和天鵝座16B質(zhì)量分別只比太陽(yáng)大8%和4%，距離為880至15000AU之間。新發(fā)現(xiàn)的行星繞著天鵝座16B公轉(zhuǎn)，質(zhì)量為木星1.68~2.38倍，軌道比較扁，半長(zhǎng)徑為1.68天文單位。有意思的是，1999年，在距離主星天鵝座16A僅73AU的地方又確認(rèn)了一個(gè)紅矮星天鵝座16C，于是行星天鵝座16Bb也成為第一個(gè)在三星系統(tǒng)中運(yùn)行的系外行星。

1999年5月24日，幾位科學(xué)家、天體物理學(xué)家、無線電工程師和商人湊在一起，開啟“宇宙呼喚”項(xiàng)目（Cosmic Call），向天鵝座16系統(tǒng)發(fā)出一串代碼，試圖與外星人交談。

知識(shí)點(diǎn)VII：第一個(gè)在四星系統(tǒng)里運(yùn)行的系外行星——PH1b

2012年10月15日，2位愛好者通過 “行星獵手”（Planet Hunters）公眾發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)了一個(gè)系外行星，編號(hào)PH1b或Kepler 64b。該系統(tǒng)極為復(fù)雜，兩個(gè)恒星組成一對(duì)密近雙星——1.5倍太陽(yáng)質(zhì)量的F型主序星PH1Aa和0.41倍太陽(yáng)質(zhì)量的M型主序星PH1Ab。新發(fā)現(xiàn)的行星質(zhì)量約地球的20-50倍，直徑為地球的6.2倍，距離Aa+Ab雙星只有0.6AU，公轉(zhuǎn)周期約138.5天。距離這對(duì)雙星約1000AU的地方還有一對(duì)雙星，分別是0.99倍太陽(yáng)質(zhì)量的G型主序星和0.5倍太陽(yáng)質(zhì)量的紅矮星，兩者相距60AU。

2015年天文學(xué)家又確認(rèn)了第二個(gè)四星系統(tǒng)中的系外行星白羊座30Bb（原本認(rèn)為是三星系統(tǒng)中的行星）。

知識(shí)點(diǎn)VIII：第一個(gè)繞著兩個(gè)恒星公轉(zhuǎn)的行星——PSR B1620-26 b

1993年，唐納德·貝克爾領(lǐng)銜的一個(gè)團(tuán)隊(duì)在距離地球12400光年的球狀星團(tuán)M4當(dāng)中找到一顆脈沖星，后來證實(shí)是一個(gè)脈沖星與一個(gè)白矮星的組合，質(zhì)量分布是太陽(yáng)的1.35倍和0.34倍，編號(hào)PSR B1620-26和WD B1620-26。仔細(xì)研究后發(fā)現(xiàn)它們還存在著一個(gè)質(zhì)量只有木星2.5倍的行星，距離這對(duì)雙星23AU，到2003年，這個(gè)發(fā)現(xiàn)才得到確認(rèn)。編號(hào)記作PSR B1620-26 b，或PSR B1620-26 (AB) b。只不過不是繞著主序星運(yùn)動(dòng)，而是兩個(gè)致密天體。這個(gè)行星也有可能是迄今已知最古老的系外行星之一。