
看了一溜高票,全都是生物/化学/医学……所以我来写个天文的吧。
感谢 @不拿诺奖不改名 对本回答创作的重要帮助(i.e. 提醒了我有这么回事儿)。
题主说最近二十几年,我就默认1989年以后都算“最近二十几年”了。
本文修改自我的回答(原文翻译腔有点重,读着别扭):
本回答侧重于介绍系外行星探测简史,想了解对系外行星的探测方法还是参考一下上面的原回答吧。
在最近二十几年,一个很重要的天文发现就是真正意义上证实了在太阳系以外也存在行星。
所谓的太阳系外行星(Extrasolar Planets, or Exoplanets),指的就是环绕着一颗(或多颗)不是太阳的恒星公转的行星或者不环绕恒星公转的流浪行星(前排 @刘慈欣 的《流浪地球》(. ❛ ᴗ ❛.))。
早在 16 世纪,信奉日心说的意大利哲学家 乔尔丹诺·布鲁诺(Giordano Bruno)就提出,天上那些如同太阳一样的星星们周围可能也像太阳一样被行星环绕。同样地,人类历史上最伟大的物理学家、数学家艾萨克·牛顿(Isaac Newton)也在其巨著《自然哲学的数学原理》的附录中提出了相似的观点。
在 19 世纪,大家想了许多的侦测方法,但最终所有的观测得到的结果都是否定的。在 1952 年,也就是第一颗系外的热气体巨星被发现的 40 多年前,美籍乌克兰裔天文学家 Otto Struve 写道,没有任何理由认为行星不能离它们的中央恒星十分地近,甚至远远近于太阳系中行星与太阳的距离。他还建议人们使用多普勒光谱学和凌日法(Transiting Method,也叫掩蚀法,通俗点讲就是行星对恒星遮光导致视亮度变化)来寻找近轨道上的“超级木星”(事实上,通过他所说的方法,我们确实发现了许多轨道半径很小的气体巨星)。
1988 年,加拿大天文学家 Bruce Campbell,G.A.H. Walker & S. Yang 通过径向速度法(Radial Velocity,也叫视向速度法,实际上就是通过测恒星光谱的多普勒频移来测出速度)发现仙王座 γ周围可能存在行星,可惜这一结果直到 2003 年才得到确认。
第一个被确认的观测结果出现在 1992 年,天文学家发现有几颗质量类似地球的天体环绕着脉冲星 PSR B1257+12。PSR B1257+12 是一颗位于室女座的脉冲星,距离地球大约 980 光年。它拥有三颗已经被证实存在的行星。此外,有人猜测它还拥有第四颗行星,但这个推测尚未被证实。
在主序星系统发现行星的第一个侦测结果出现在 1995 年,瑞士天文学家 Michel G. E. Mayor 和 Didier Patrick Queloz 通过径向速度法在飞马座 51 附近(距离太阳系约 50.9 光年,即 15.6 秒差距)发现了一颗以 4 天周期公转一周的巨大行星——飞马座 51b。同年 10 月 12 日,旧金山州立大学的天文学家 Geoffrey W. Marcy 和加州大学伯克利分校的 Paul Butler 使用美国加州利克天文台的 Hamilton 摄谱仪确认了这项发现。
由于观测技术的进步,自此之后侦测到的数量与效率迅速的增加。最常见的系外行星是巨行星(Giants),类似于木星或海王星,但这也反映了取样偏差(也就是所谓的“幸存者偏差”),因为大质量、大体积行星比较容易被观察到。一些相对比较轻的系外行星,质量只有地球的几倍(所谓的超级地球 Superterra or Superearth),在统计上的研究表明它们的数量应该超过巨行星。
在未来,我们会用更先进的仪器(比如TESS)和数据分析手段(NASA用机器学习方法在Kepler星系中发现了之前没发现的系外行星信号),找到更多系外行星和卫星。在这些星球中,我们总有一天能找寻到人类的第二个家园或者地外生命甚至地外智慧文明存在的迹象。且让我们拭目以待吧!
