太阳系外有系外行星吗?有的话如何探测?
太阳系外是有系外行星的。截至2021年12月20日,已发现系外行星4904个,系外行星系统3628个,系外多行星系统808个(最新数据见:http://exoplanet.eu/catalog/)。
图1. 太阳系外行星艺术想象图(图源:http://image.telegiz.com/)
系外行星相对于自己的母恒星而言一般要暗得多,很容易被母恒星的光芒淹没;或者,因为离母恒星太近或者距离我们太远,望远镜无法将行星和母恒星分辨开,这些情况都会导致系外行星难以直接成像观测。所以,目前主要使用一些间接方法发现系外行星,主要有三类:
视向速度法。通过恒星光谱线的红移或蓝移可以测量恒星沿视线方向的运动速度。如果有一颗行星绕恒星公转,且轨道平面不是正好正对我们视线的话,它的引力就会导致恒星出现周期性的前后摆动,也就是它的视向速度呈现周期性的变化,表现在光谱上就是光谱呈现周期性的红移和蓝移。所以,只要设备的光谱观测能力够强、精度够高,就有可能观测到恒星视向速度的这种变化,从而发现系外行星。
凌星法。相比于视向速度法,凌星法对系外行星的轨道面角度有更高的要求,需要该轨道面几乎侧对我们的视线才行。这样,行星在公转过程中,会周期性的跑到母恒星的前面挡住一部分恒星表面(凌星),这就会导致整个系统的光度发生周期性的微小变化。这时,我们用测光的方法去观测它,只要设备的能力够强,我们就能探测到这种微小的变化,画出它的光变曲线,从而发现系外行星。
微引力透镜法。当带有行星的恒星系统恰好挡在遥远恒星与观测者之间时,因引力透镜作用会使遥远恒星的亮度发生微小的增亮 。如果系外行星距离地球1.5万光年,遥远恒星的距离加倍,那么,木星级别的行星将会有20%的可能性使遥远恒星的亮度增加5%。要进行微引力透镜的探测,也需要设备有很强的测光能力和很高的测光精度。
(本回答主要参考了苏宜老师编著的《天文学新概论(第五版)》)