霍金的预言要实现了？科学家拍下人类第一张系外行星照片

你可曾想象过，人类不远万里长途跋涉终于到了另一颗行星上，因为地球已经被毁灭了，这是人类最后的希望，也是科学家霍金的预言，人类终要逃离地球，去寻找另外的归宿！事实上科学家已经捕捉到了许多系外行星，但是许多人不知道的是人类首次直接拍下系外行星的照片，人类在朝向系外行星的道路上已经越来越近，这是否意味着霍金的预言要实现了？

这是一颗离地球几十亿公里的系外行星，其中一些可能含有可能让它们拥有生命的元素。然而，探测系外行星是出了名的棘手，这就是为什么当科学家第一次捕捉到系外行星的直接图像时，令人兴奋的原因。

系外行星是太阳系之外的行星。在过去的20年里，我们发现了数千颗系外行星，主要是通过nasa的开普勒太空望远镜。这些行星有很多大小和轨道，其中一些超大型行星靠近它们的母星，而另一些是冰和岩石行星，不过科学家只对一种特殊类型的行星感兴趣，这种行星的大小与地球在宜居区内围绕类太阳恒星运行的大小相同，但为什么对这些特殊类型的世界感兴趣呢？

这是因为宜居区是指行星温度允许液态水进入海洋的条件之一，早在2016年8月的时候，科学家已经发现了这样一颗围绕半人马座近邻运行的行星。这颗被称为近邻b的系外行星的质量大约是地球的1.3倍，这表明该系外行星是一个岩石世界。该行星也位于该恒星的可居住区，距离其主恒星仅750万公里，每11.2个地球日绕一个轨道运行。因此，系外行星很可能被潮汐锁定，这意味着它总是朝向主星相同的一面，就像我们只看到月球的一侧离地球较近的一侧一样。

当然，从我们发现系外行星开始，系外行星直到20世纪90年代才得到确认。天文学家们之前多年都确信他们存在，这是因为太阳系的形成。

太阳系是怎么形成的呢？这里是一个简单的解释，一个叫作原太阳星云的旋转的气体和尘埃云在其重力作用下坍塌，形成了太阳和行星，而物理定律角动量守恒意味着即将成为太阳的恒星应该旋转速度越来越快，但是当太阳包含太阳系99.8%的质量时，行星有96%的角动量，年轻的太阳会有一个强大的磁场，其力线延伸到旋转的气体盘中，行星会从中形成与气体中带电粒子相连的场线，并像锚一样减缓旋转，大多数类似太阳的恒星旋转缓慢，因此天文学家得出结论，它们也发生了同样的磁场断裂，这意味着它们一定发生过行星形成。这意味着行星一定是围绕类似太阳的恒星而存在的。

1995年，科学家第一次确认发现了围绕类似太阳的恒星运行的世界51 pegasi b，这是一颗木星质量的行星，距离恒星的距离是我们距离太阳的20倍，虽然现在你可以将望远镜对准太阳系中的一颗行星并捕获它。然而，对于系外行星来说，这并不那么简单，原因之一是这些系外行星离我们太远，因此捕获它们很困难。另一个原因是它们所环绕的恒星的亮度。因此天文学家是要如何探测系外行星呢？

事实上已知系外行星都是通过凌日法发现的，这种凌日方法是如何工作的呢？例如，日食是一种凌日，它发生在月球经过太阳和地球之间，就像遥远的系外行星发生在系外行星凌日一样，当日全食发生时，我们的太阳光从100%的亮度变为地球上几乎为0%的亮度，然后在日食结束时变回100%的亮度。但是，当科学家观察遥远的恒星以寻找穿越系外行星时，恒星的光最多可能会变暗几%或几分之一，但当行星绕其恒星运行时，恒星光线的轻微倾斜可以指向太阳系外行星的存在，所以恒星光线的下降是揭示系外行星的一个方便工具，天文学家必须开发出非常灵敏的仪器来量化恒星发出的光线，这就是为什么天文学家寻找系外行星很多年了，直到20世纪90年代才开始发现它们。

除了凌日法以外，第二种最常见的发现系外行星的方法是通过多普勒光谱法，有时被称为径向速度法，也被称为摆动法。摆动法是指，恒星及其系外行星围绕一个共同的质心运动时，可以通过恒星光频率的偏移来检测质量中心的摆动。这种偏移基本上是一种多普勒偏移，例如，这种效应使赛车引擎的声音在赛车向你冲来时发出高音，在赛车向你冲去时发出低音。因此，当天文学家测量恒星光谱的周期性变化时，他们可能会怀疑一个重要的天体或一个大型的系外行星正在围绕它运行，进而确认它的存在。

然而，摆动方法仅适用于发现巨大的系外行星，地球大小的行星无法通过这种方式被探测到，因为类地球物体引起的摆动太小，无法被观测到用目前的仪器再次测量，使用这种方法将看不到类地系外行星。还有一些系外行星是通过一种被称为小暗物体微透镜的方法被发现的，科学家们使用一种基于爱因斯坦广义相对论的技术，即空间曲线中的物体，在它们附近传播的时空光弯曲，因此这在某些方面类似于光学折射，就像把一支铅笔放在一杯水中一样，它看起来是弯折的，因为水折射了光。

著名的天文学家弗里茨·兹维基早在1937年就说过，星系团的引力应该使它们能够充当引力透镜，与星系团甚至单个星系形成对比，恒星和它们的行星并不是很大，从地球观测者的角度来看，一颗恒星必须在另一颗更遥远的恒星前面经过，这样天文学家才可以测量被经过的系统弯曲的远源发出的光，因而能够区分中间的恒星和它的系外行星，这也是凌日和摆动方法的优势。对于探测系外行星来说，就直接成像技术上来讲，通过这种方法观测到的系外行星实际上是通过其他方法探测到的，后来通过仪器方面的进步天文学家已经能够获得系外行星的图像。

最近，科学家首次使用直接成像过程发现了一颗系外行星，这颗新发现的系外行星2m0437b的大小是木星的几倍，轨道是木星的两倍，距离地球417光年，只有几百万年的历史。它远比我们太阳系中大约45亿年前形成的行星年轻。由于它形成过程中释放的能量，科学家们用斯巴鲁望远镜发现了它。2m0437b是一颗特殊的行星，因为它离地球很近，可以直接观测到，不像其他只能间接观测到的星球。夏威夷大学天文学研究所的访问研究员平野章之首次使用斯巴鲁望远镜发现了这颗行星，因为它只有几百万年的历史。这颗新生的系外行星仍然相对温暖，行星的形成过程约为127摄氏度。这意味着它能够在红外线探测中发出微弱的光芒，足以在417光年以外的地方看到。

科学家还发现这颗行星正在以大约100个天文单位的当前距离围绕母星运行。一个天文单位是地球与太阳之间的平均距离，约为1.5亿公里，由于它的母星在地球的天空中移动非常缓慢，确认斯巴鲁观测结果需要三年时间。然而，使用詹姆斯·韦伯太空望远镜在轨道上探测和确认像2m0437b这样的系外行星会更容易，所需时间也会更少。它还可能获得更多关于系外行星的信息，比如大气层中的气体，以及周围可能形成卫星的圆盘的可能性等等。那么你认为人类有希望能够到达这颗行星吗？欢迎留下你的看法！