外行星

一个叫做WASP-76 b的行星可能是我们所知道的最极端的世界。

在这幅艺术作品中，铁蒸气凝结成铁液滴，落在外行星WASP-76 b上。

来自ESO/m . Kornesser的数据

“最奇怪的系外行星”的称号有了新的竞争对手。

标题已经在HD 189733 b的脑海中出现了一段时间。这是一个钴蓝色的外星世界。玻璃雨由玻璃液滴组成，以高达每小时5400英里(8790公里)的速度在空气中冲刷。但是一份新的研究报告称，铁雨可能会穿过WASP-76b的浓密湍流空气。WASP-76 b是一个奇怪的“超热木星”，位于双鱼座，离太阳约640光年。

WASP-76 b每1.8个地球日绕其主星运行一次。轨道如此之近，以至于这颗气态行星处于“潮汐锁定”状态，并且总是面向中心恒星的同一侧。研究人员称，地球的白天温度将上升到4350华氏度(2400摄氏度)，足以蒸发掉金属，而夜间温度会低得多，但仍为2730华氏度(1500摄氏度)。

“这可能是我们在一个星球上能找到的最极端的气候，”这项研究的主要作者、瑞士日内瓦大学的天文学副教授大卫·艾伦里奇说。

艾伦里奇说:“为了理解这个星球，我们必须扩大对气候和行星大气的理解。”

WASP-76 b于2013年被发现。这颗系外行星的质量与木星相同，但它的宽度是木星的两倍。这可能是因为它从主星接收到如此多的辐射，以至于它的大气层大大膨胀。

在新的研究中，研究人员使用ESPRESSO研究了WASP-76 b，这是一种光栅摄谱仪，用于观察系外行星和岩石的稳定光谱。它安装在智利欧洲南方天文台的超大型望远镜上。

ESPRESSO在WASP-76 b的暗线处探测到了强铁蒸气特征。然而，在地球另一边的晨线边界却没有发现同样的特征。

“一定是晚上发生了什么事情，让铁消失了，”艾伦里奇说。

他补充说，最好的解释是风和WASP-76 b的自转从白天到晚上都带走了蒸发的铁。晚上天气足够凉爽，所以铁蒸气可以凝结成云，变成雨水倾泻到空气中。雨水可能由硫化铁或氢化铁等化合物组成。

但是“在这种情况下，最有可能的情况是铁凝结成纯铁液滴，”艾伦里奇说。这种铁雨最终可能通过大气环流回到白天，使环流永久化。

此外，这场雨不太可能以柔和的薄雾的形式落下，因为WASP-76 b两半球之间的巨大温差会产生惊人的强风。例如，艾伦里奇说，地球白天区域空气中的铁以每小时11，000英里(每小时18，000公里)的速度刮向夜间区域。

WASP-76 b不仅在这方面是独一无二的。研究人员说，由于高热负荷，白天的大气可能比晚上膨胀得更多。因此，高耸的云层可能是从白天过渡到夜晚的标志，“这个星球上的毛毛雨不是水滴，而是铁滴，”艾伦里奇说。

WASP-76 b的疯狂不仅仅是为了吸引注意力。艾伦里奇说，关于这颗奇怪的系外行星的新消息将有助于科学家改进和测试气候和全球环流模型，从而更好地了解一般系外行星的大气。WASP-76 b也提醒研究人员要保持开放的心态，因为大自然会展现出令人眼花缭乱的多样性。

“外星行星就像一个充满惊喜的真正的宝库，”艾伦里奇说。"你探索得越多，你就发现得越多."

他和他的同事的目标是挖掘更多这样的惊喜。新的发现发表在《自然》杂志上。目前，研究人员正在使用ESPRESSO对系外行星的大气进行广泛的调查，这可以揭示WASP-76 b是一个独特的异常还是一组异常之一。

艾伦里奇在一份声明中说:“我们现在有了一种新的方法来追踪最极端的系外行星的气候。”

蝌蚪工作人员编译自《科学美国人》，译者李同信，转载必须授权

根据CNET的说法，天文学家最近仔细观察了一颗土星大小的外行星，发现它的温度可能与地球的温度相似。尽管这颗系外行星不太可能适合居住，但它可能有完全适合外星生命的系外卫星。

科学家认为奇怪的巨型系外行星可能是寻找可居住系外行星的最佳地点。

太阳系外行星HIP41378 f围绕F型恒星HIP41378运行，它比太阳大约热10%。这颗恒星距离地球约336光年。

国际天文学家小组即将发表的一篇新论文详细介绍了位于宜居带的一颗罕见的气态巨行星HIP41378 f所提供的科学机遇。由于使用望远镜研究大型行星更容易，HIP41378f可能对希望研究遥远世界的大气和测试地球和太阳系行星的全球气候模型的科学家有所帮助。

“这颗行星很可能由氢和氦主导的大气和一个非常小的核心组成，”论文草稿写道。论文的草稿已经提交给自然天文学，但是还没有经过同行评审。“这么低密度的星球...目前的系外行星形成和演化模型无法预测，用这个模型来解释它的历史将是一个挑战。”

天文学家利用当前的模型发现这是一个奇怪的世界。然而，天文学家写道，这可能是由于行星周围存在环，这使得它看起来比实际大，这使得它的密度测量值低于预期。他们指出:“另一种解释是HIP41378f是一个‘超级膨胀’的星球。”

研究小组相信这颗系外行星将是下一代望远镜的主要目标，比如美国宇航局即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜或欧洲柏拉图任务。“尽管这颗巨大的气态巨行星可能不适合居住，但它可能有适合居住的系外行星...(它)是发现宜居系外行星的最佳行星之一。”

然而，尽管天文学家认为他们可能已经发现了一些，这些观察结果还没有得到完全证实。

一项新的研究表明，在一些具有良好海洋环流模式的系外行星上，可能有比地球上更丰富或活跃的生命。

这项最新研究的首席研究员、芝加哥大学的斯蒂芬妮·奥尔森博士说:“美国宇航局对宇宙中生命的探索集中在所谓的可居住带行星上，这些行星很可能形成一片液态水的海洋。但并非所有的海洋都是友好的。由于其全球环流模式，一些海洋将比其他海洋更适于居住。”

奥尔森的团队使用美国宇航局开发的“火箭三维”软件来模拟不同类型外行星的可能环境、气候和海洋栖息地。

他说:“我们的研究旨在确定在全球范围内有丰富而活跃生命的外行星海洋。地球海洋中的生命依赖于上升流，上升流将营养物质从海洋的黑暗深处返回到光合生物生活的阳光中。更多的上升流意味着更多的营养供应和更多的生物活动。这些是我们需要在系外行星上寻找的环境。”

他们模拟了各种可能的系外行星，并确定了哪些系外行星最有可能发展和维持一个繁荣的生物圈。他说:“我们发现较高的大气密度、较慢的旋转速度和大陆的存在都会产生较高的上升流率。这可能表明地球可能不是最宜居的地方，或者可能有比地球更宜居的其他行星。最新的研究将为未来的望远镜设计提供正确的思路。”

1992年，科学家发现了第一颗系外行星，超过4000颗系外行星被证实。已知最近的系外行星是比邻星B，距离地球4.25光年。目前，大多数关于系外行星上生命的研究都集中在可居住区，也就是说，行星和恒星之间的距离允许液态水的存在。液态水的海洋对地球上的生命至关重要。

KELT-9b是迄今已知的最热的外行星。2018年夏天，瑞士天文学家在其大气中发现了气态铁和气态钛的“痕迹”。现在，这些研究人员已经在他们的大气中检测到了微量蒸发的钠、镁、铬和稀土金属钪和钇。

根据物理学家组织网络5月13日的一份报告，研究人员指出类似的系外行星可能是一个巨大的宝库。有一天，他们可能会发现生物标记，即生命的迹象，最终探索太阳系的起源和进化以及生命的起源。

“奇怪”的系外行星

自从科学家在20世纪90年代中期发现第一颗系外行星以来，迄今为止已经“出现”了3000多颗系外行星。与太阳系中的行星相比，许多系外行星的环境极其极端:热气团离它们的主星非常近，一些公转周期只有几天。

我们的太阳系中没有这样的行星。它们的存在推翻了对行星是如何以及为什么形成的理解。

KELT-9是一颗距离地球650光年的天鹅座恒星。它的行星KELT-9b是所谓的“热木星”的最极端的例子，一颗类木行星，它的轨道非常接近它的主星。

由于KELT-9b非常靠近它的主星，所以这颗行星的大气温度高达4000摄氏度。在如此高的温度下，所有元素几乎完全蒸发，分子被分解成原子，就像恒星的外层一样。

构成地球大气层的原子吸收光谱中特定颜色的光，每个原子吸收独特颜色的光。这些彩色“指纹”可以通过安装在大型望远镜上的灵敏光谱仪来测量，使天文学家能够分辨距离地球许多光年的行星的大气化学成分。

研究太阳系起源的宝库。

伯尔尼大学和日内瓦大学的一组研究人员合作使用了这项技术，并取得了一个有趣的发现。他们在KELT-9b的高温大气中发现了铁和钛原子。

该小组去年夏天对KELT-9行星系统进行了第二轮观测，以确认他们以前的探测结果，并寻找其他可能的元素。他们总共调查了73个原子，包括一些所谓的稀土金属。这些物质在地球上并不常见，但它们可以用来制造先进的材料和设备。

“我们相信这颗行星的光谱是一个非常好的宝库，在这里可以探测到许多在其他系外行星的大气中没有探测到的元素，”这项研究的主要作者、伯尔尼大学的延斯·霍梅克说。

经过仔细分析，研究人员在地球的光谱中发现了蒸发的钠、镁、铬和稀土金属钪和钇的强烈信号。后三种以前从未在太阳系外行星的大气层中被明确探测到。此外，研究人员进一步分析了数据，以估计原子在行星大气中的吸收高度。更重要的是，研究人员还对大气层中的高强度全球风模式有着深刻的理解，这种模式将物质从一个半球吹向另一个半球。

霍梅克解释道:“通过进一步的观察，我们将来可能会在这颗行星的大气层中发现更多的元素，我们也可能会在其他类似的行星上发现更多的元素。”

伯尔尼大学的凯文·亨格教授补充道:“我们有望在系外行星上找到所谓的生物标记，也就是生命的迹象，使用今天使用的相同技术。最后，我们希望利用这些研究来探索太阳系的起源和进化以及生命的起源。”(刘霞)

科学家发现了一种新的外行星，叫做“热海王星”。其中一颗系外行星，格利泽3470b，正以惊人的速度失去它的大气层。炽热的海王星非常罕见，科学家一直想知道为什么会如此。

这颗快速消失的系外行星导致了一个新的假设，也就是说，这可能是为什么热海王星很少被发现的原因。它们蒸发了大气，成为最常被发现的外行星，叫做迷你海王星。格利泽3470b是一颗巨大的行星，其大小和质量相当于海王星或天王星。它离恒星比地球离太阳更近。

接近主星意味着炽热的海王星的温度在华氏1700度的范围内。Gliese 3470b不是第一个被发现失去大气层的系外行星，但它的损失率是最快的。科学家称，格利泽3470b的大气流失速度是其他系外行星的100倍。

如果3470b继续以这种速度蒸发，科学家说它可能在几十亿年后最终变成迷你海王星或超级地球。这在银河系的时间尺度上是很快的。该团队计划使用2021年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜继续研究3470b。

瑞士伯尔尼大学的Jens Hoimex教授和Kevin Heng教授领导的研究小组最近在《自然》杂志上发表了一篇论文，报告了在KELT-9b大气中发现中性铁原子和初级离子化铁和钛离子的情况。这是首次在系外行星的大气中直接检测到重金属原子和离子。这是系外行星领域的一个重要研究进展。

研究行星形成的重要因素

与大多数已知的系外行星恒星不同，KELT-9b的主要恒星是一颗快速旋转的高温恒星，质量约为太阳的2.5倍，表面温度为10，170开尔文，光谱类型介于B型和A型之间，距离地球620光年。由于KELT-9b和主星之间的距离不到水星和太阳之间距离的十分之一，轨道周期也非常短。一圈不到36小时，就被潮汐力锁住了。它只能用固定的边面对主星。由于主星的高温和行星之间的近距离，在这两个因素的共同作用下，KELT-9b面向主星的一侧的温度达到了惊人的4600开尔文，甚至超过了大多数恒星的表面温度，位居最热的系外行星之首。

人们普遍认为行星在恒星形成之初就诞生在原行星盘中，而原行星盘和它们的主要恒星都诞生在同一个气体星云中，所以它们应该有相似的化学成分。天文学家不能像在月球和火星上那样通过着陆和取样来研究系外行星的组成，但他们可以追踪主星穿过行星大气层时留下的“指纹”，并知道行星大气层中存在哪些化学元素。也正因为如此，在所有发现的系外行星中，具有凌星现象的行星更受青睐。

此前，天文学家在一些凌星行星的大气中发现了简单的分子，如一氧化碳、二氧化碳、水蒸气、甲烷、一氧化碳和较轻的金属元素，如钠、钾和钙，但他们没有发现较重的金属原子。在重金属元素中，最引人注目的是铁。这不仅是因为它是星光中谱线最丰富的元素，也是因为它在原子序数大于14的元素中含量最高，也是恒星通过核聚变制造新元素的“终点”。因此，铁相对于氢的含量通常被认为是恒星中金属元素丰度的代表。如果能在行星的大气中探测到铁，它将有力地推动对行星化学成分、行星形成过程以及恒星和行星之间相互作用的研究，这具有里程碑意义。

稀有而珍贵的样品

尽管铁几乎肯定存在于行星中，但它极难被探测到。在太阳系的行星中，绝大多数铁元素以固态形式被密封在行星的核心，而之前发现的大多数热木星的表面温度不足以将铁蒸发成气态，因此几乎没有可以从远处观察到的光谱信号。此外，恒星中也存在铁。恒星和行星大气的光谱线混合在一起。很难区分铁是来自行星大气还是主星。为了找到行星大气中的铁元素，我们必须选择那些温度极高的行星。同时，主星最好是B型或A型星。它们的温度足够高，旋转速度非常快。恒星铁元素的光谱线几乎看不见，就像一个“纯”背景光源。在2017年之前，虽然已经发现了数千颗系外行星，但没有一颗能同时满足上述条件。

KELT-9b的发现为研究带来了一个转折点。在4600开尔文的行星大气中，铁和钛等重金属元素几乎不可能形成固体或液体，只能以气态形式存在，即使它们中的大多数被电离成一价铁离子(Fe+)和一价钛离子(Ti+)。阻挡行星大气层光谱信号的云层和薄雾也消失得无影无踪，几乎可以肯定是“清晰透明的”。同时，它的主星也是一颗温度高、自转快的A型星，因此是一个罕见的珍贵样品。当KELT-9b被发现时，伯尔尼大学的Kevin Heng教授带领他的团队对KELT-9b进行了深入的研究。结果表明，铁、铁离子和钛离子的信号被清晰地探测到，而中性钛原子的信号未被探测到，即在KELT-9b的高温下，大多数钛原子被电离成一价钛离子。

KELT-9b可被划分为一个全新的行星类别，即“超高温热木星”，它不同于过去发现的行星。此外，伯尔尼大学团队的理论模型还预测，一氧化碳(CO)等分子可以在相当宽的温度范围内主宰行星大气。如果将来能在KELT-9b大气中观测到近红外波段的一氧化碳分子和水分子的光谱信号，它将直接对行星大气的碳氧比甚至行星的金属丰度产生重要的限制。因为之前的一些研究表明，可能存在一种由碳主宰的行星，这与我们通常认为的由氧主宰的行星完全不同。恒教授说，在研究行星时，人们不应该只关注类似太阳系的行星系统，因为宇宙中仍然有许多非常奇怪的行星，KELT-9b就是一个例子。

据外国媒体SlashGear报道，美国国家航空航天局最近推出了新的太阳系外行星旅游局，这是太阳系外行星探索网站的一个新组成部分，任何人都可以“访问”一个外星世界。

尽管亲自去拜访这些遥远的行星会很有趣，但美国宇航局指出，这样的任务仍然是“一个遥远的梦想”。

美国宇航局在外行星探索网站上为各种外行星提供360度的“交互式可视化”，开普勒-186f是其最新成员。游客可以在一个有高山、红色天空和许多可见卫星的世界里“四处看看”。任何人都可以通过浏览器进入“互动世界”。

有趣的是，研究人员不知道像开普勒-186f这样的系外行星是否有大气层或者是否能维持生命。美国宇航局的虚拟世界也提供水和植物作为想象的景观特征来激发想象力。

据报道，系外行星旅游局是由系外行星探索计划团队创建的。其中，用户可以查看全新的和以前的外星旅行海报。游客可以探索太阳系外行星的表面并了解更多，还可以下载海报作为壁纸等。

据报道，美国科学家首次利用引力微透镜现象在银河系外RX J1131231星系发现了一组行星，并对其进行了创新，确定这些行星的质量在月球和木星之间。研究人员表示，最新的研究将开辟太空探索的新领域。

现有的行星探测方法只能探测银河系中的行星。RX J1131231星系距离地球38亿光年，所以即使是最先进的望远镜也无法直接观测到它们。科学家们通常利用重力微透镜在银河系中寻找行星，但是在最新的研究中，科学家们创新了重力微透镜方法，并首次发现了这些系外行星。

负责这项最新研究的俄克拉何马大学物理和天文系的戴新宇教授在接受记者采访时解释道:“目前的概念是，大多数星系中都存在超大质量黑洞。行星的引力微透镜效应肯定会导致黑洞附近的辐射被放大，这种辐射变化可以通过现有的望远镜观察到。美国国家航空航天局的钱德拉X射线天文台探测到了这种辐射变化。我们分析了它提供的数据，认为引力微透镜效应可以解释这一点，从而确定这些银河系外的行星。然后，通过建模数据分析特征信号的频率，以确定这些行星的质量。”

戴新宇说:“这是首次在银河系外发现行星。用我们的新方法，我们现在可以研究这些行星，揭示它们的存在，甚至获得它们的质量，这将开辟新的探索领域。”

然而，戴新宇也强调，尽管新的发现需要进一步证实，他们提出的观测由行星引力微透镜效应引起的黑洞附近辐射变化的方法是可行的。这项研究发表在最新一期《天体物理学杂志快报》上。

欧洲天文学家6日表示，他们首次在一颗大小和质量与地球相似的太阳系外行星上发现了大气层，这是发现外星生命道路上的“重要一步”。

这颗名为GJ1132b的行星绕着距离地球约39光年的韦拉以南的红矮星GJ1132运行。它是一个小的“超级地球”，质量相当于1.6地球，半径相当于1.4地球。

负责协调这项研究的德国马克斯·普朗克射电天文学研究所在一份声明中说:“虽然这不是对另一个星球上生命的探测，但这是朝着正确方向迈出的重要一步。在“超级地球”GJ1132b上探测到大气层标志着首次在一颗质量和半径接近地球的行星上发现大气层。"

一年前，天文学家首次在名为“巨蟹座55e”的“超级地球”上发现了大气层，但这颗系外行星比地球大得多，大约是地球质量的八倍。

研究人员在《美国天体物理学杂志》上说，他们使用由智利欧洲南方天文台安装的望远镜同时观察7个波长的GJ1132系统，并利用行星经过其轨道恒星前方时恒星亮度的微小变化进行研究。

鉴于在其中一个波长上观察时，GJ1132b的尺寸稍大，研究人员认为这表明该行星的大气层无法穿透该波长。

进一步的大气模拟研究表明，GJ1132b的大气可能富含水蒸气和甲烷。因为地球比地球热得多，所以它可能是一个有热蒸汽大气的“水世界”。

研究人员认为这是一个令人鼓舞的发现。红矮星是宇宙中非常常见的恒星，有许多小行星。然而，红矮星也有很多磁场活动。红矮星产生的耀斑或粒子流通常被认为会分散其行星的大气。如果许多行星能像GJ1132b一样长时间维持大气，那么这可能意味着适合宇宙生命的环境是相当普遍的。

据外国媒体报道，美国国家航空航天局喷气推进实验室的科学家们提出了一个大胆的计划:将太阳变成一个巨大的望远镜，并利用重力透镜效应以极高的分辨率观察系外行星。

这个计划是在最近的一次研讨会上提出的。如果成功，我们将有机会一瞥太阳系外行星前所未有的细节，并揭示它们的“表面特征和宜居标志”。目前，大多数系统仅依靠几个像素来观察遥远的行星，如果太阳的引力被用作“放大镜”，我们将能够获得1000×1000像素的图像。

研究人员在华盛顿特区举行的“行星科学展望2050研讨会”上提出了这一计划，并表示该计划有可能在2050年前实现。

目前，天文学家使用的望远镜主要受体积和基线距离的限制。研究小组写道:“最适合对系外行星进行多像素成像的地方被称为‘太阳引力透镜聚焦’区域，它利用太阳巨大的引力场将遥远而微弱的光源聚焦到这个区域。”。基于这种效果，该计划将部署一个光学望远镜，以便它可以直接获得地外行星的图像。

根据爱因斯坦的广义相对论，光经过引力场附近时会有折射效应。这意味着像太阳这样的大天体可以像透镜一样弯曲光线。“结果是穿过透镜物体的光在重力的作用下发生偏转，并会聚在一组焦点上，”研究人员解释道。在所有太阳系物体中，只有太阳的质量大到足以使焦距落在地球观测范围内

然而，这个计划将面临不小的挑战。这种望远镜只能在太阳系的焦点工作——比冥王星的轨道远14倍。即使是距离地球最远的探测器，1977年发射的航海家1号，目前也只有这个距离的五分之一。

当然，如果美国宇航局使用最先进的推进技术向太空发射新的探测器，它可能在几年内超过旅行者1号。然而，可能还需要50年才能到达焦点。

据外国媒体报道，美国国家航空航天局将于美国东部时间2月22日下午1: 00举行新闻发布会，宣布太阳系外行星的新发现。新闻发布会将在美国国家航空航天局的电视和官方网站上直播。发现的细节必须在当天下午1点前披露。“参加会议的有托马斯·祖尔布钦；美国宇航局总部科学任务委员会副主任。肖恩·凯瑞；比利时列日大学的天文学家；妮可·刘易斯；空间望远镜科学研究所的天文学家；莎拉·西格，麻省理工学院行星科学和物理学教授

美国国家航空航天局再次争夺重大发现的眼球。一些小报会立即分析公告，看看美国宇航局以前从未使用过哪些词语，并想象其他星球上的生命。显然，这一发现与斯皮策望远镜和其他一些行星有关。所以我搜索了与会成员发表的关于斯皮策的文章。他们都对探索另一个像地球一样的系外行星非常感兴趣。

其中一名参与者萨拉·西格在2015年发表了一篇有趣的文章，文章中写道，“我们在2013年和2014年两次观察了半人马座阿尔法星B星，总共40个小时。我们在该系统的数据中发现了类似的跃迁现象，它可能类似于一颗与地球大小相同、轨道周期较长的行星。我们的项目表明，HST有能力保持连续性，在26小时的连续观测中具有高精度测光。”

萨拉·西格还发表了一篇与斯皮策望远镜有关的文章，文章写道，“我们已经为最近探测到的外行星阿尔法星(Alpha Cen Bb)提出了一种新的观测方法，以测量其转变的可能性。一些人认为离我们最近的系外行星是迄今为止最令人兴奋的发现。这个星球上有许多后续调查，包括许多业余天文学家。

围绕红矮星运行的行星

如果你在寻找能够支持生命的类地行星，最好的方法可能不是先寻找与太阳非常相似的恒星，而是更小、更冷的恒星——橙色和红矮星。一般来说，在这样的恒星系统中会有更多与地球大小相似的行星，毫无疑问，这样的恒星系统数量也是最多的。宇宙中超过75%的恒星都是这样的恒星，几乎每颗红矮星都至少有一颗外星行星。

然而，这种方法可能有一个致命的缺陷:当围绕这些恒星运行的系外行星与恒星保持适当的距离以确保液态水的存在时，天文学家通常会遇到一个被称为“自旋锁”的问题。正如月亮总是面向地球的同一边，这些系外行星也总是面向围绕它的同一边的恒星。这将使这些外星行星的一边像沙漠一样热，而另一边像北极一样冷，这使得它们极不可能适合生命存在。

但是现在有一些好消息。一群天体物理学家声称这种观点可能是错误的——旋转锁定不是这些行星必须遵循的规则。正如他们在《科学》杂志上写的那样，只要有一个大气层(甚至和地球大气层一样薄)，它就能打破自转锁定，变得适合生存。领导该小组的多伦多大学理论天体物理学家杰里米·莱康特说，这一发现意味着，已经发现的大量类地行星可能比我们想象的更适合居住。他说，“有海洋的行星的气候可能比我们想象的更接近地球的气候。”

那么，大气是如何让行星运动得更快的呢？天文学家杰夫·库格林没有参与这项研究，他解释道:“在地球上，来自太阳的光驱动着大气中的天气变化。这些天气变化会以风的形式不断推动地球——例如，风会吹向山脉并形成波浪。这些摩擦力会影响地球的旋转速度，使它旋转得更快或更慢。”

天体物理学家早就知道这一点。然而，库格林说，科学家们还认为，大气层必须有一个非常大、不可思议甚至荒谬的数量，才能对锁定行星的旋转速度产生足够的影响。以金星为例。离太阳足够远，可以上锁。这个地狱般的行星的旋转速度只是比锁定的速度快一点点(它旋转非常慢，一个金星日等于243个地球日)。金星有很多大气层——它的密度大约是地球大气层的90倍。

在太阳系边缘发现的红矮星

但是当莱康特和他的团队建立并运行第一个计算机模型来模拟太阳系外行星的大气如何影响其自转时，他们有了一些令人惊讶的发现。事实上，大气层越薄，对地球转速的影响就越大。这可能与我们的直觉相反，但原因似乎很简单——大气越稀薄，恒星散射的光越少。当恒星的光没有散射地穿过行星的大气层时，额外的热量将形成更强的大气潮汐(大气的膨胀有点像海水的涨潮)，从而将行星的表面向外拉，使行星旋转得更快。

Leconte的团队利用这一模型发现，地球大小的行星，如果它们的大气层与地球大气层相似，很可能围绕着橙色矮星和一些红色矮星旋转。即使恒星更小，也有可能。只要行星的大小合适，大气层的厚度也是合适的。如果金星的大气与地球的大气相似——也就是说，它的密度比现在的大气密度低90%——它的旋转速度将是今天的10倍。

库格林说，“我们正在寻找越来越多的方法来使矮星周围的行星非常适合生命。”但这还不是全部。他说，“当我们假设哪种行星适合生命存在时，我们真的不应该如此狭隘地思考。”他说，即使行星被锁定旋转，也不一定不适合生命——强风可能有助于平衡双方的温度。

他说，“每次我们对可居住性做出简单的假设时，我们都会发现一些新的方法来使这些假设不适用。”

(原文转载自popularmechanics.com，原作者:威廉·赫克维茨，蝌蚪王编译。请注明转载来源。)

在太阳系中，有几个行星有可能孕育生命的环境条件，比如木星的卫星木卫二和土星最大的卫星土卫六。现在，科学家认为类似的情况可能存在于太阳系以外的其他行星系统中。

搜寻外星卫星

对于那些致力于在宇宙中寻找生命的人来说，尽管我们已经发现了如此多的系外行星，但他们的内心感受是复杂的:大多数被发现的系外行星被证明是巨大的气态行星，不适合生命存在，它们的轨道通常非常接近恒星，这导致了极高的大气温度和异常的环境条件。

然而，幸运的是，由于不懈的努力和技术进步，科学家们开始发现更多类似于地球的由岩石组成的行星，其中一些甚至位于可居住区内，因此可以认为液态水可以存在于这些行星的表面。

但是天文学家也开始寻找另一个可能的生命天堂——围绕外行星存在并围绕它们运行的天然卫星，也称为“外卫星”

考虑到在寻找系外行星时遇到的巨大技术困难，找到那些比行星小得多的系外行星听起来几乎是不可能的，但是这样的困难引起了美国哈佛大学史密森尼天体物理学中心的大卫·基平博士的兴趣。

他说:“我们的兴趣更多地来自一个令人兴奋的前景。我想挑战相关模型的构建，这几乎与人们挑战珠穆朗玛峰的动机相同。”他说:“直到2009年，我们才刚刚开始用凌星方法探测一些系外行星——那一年，美国宇航局的开普勒太空望远镜发射，专门探测围绕其他大小接近地球的恒星运行的系外行星。所以我们不禁要问，既然我们能探测到更小的岩石行星，我们也应该能找到那些岩石卫星。”

开普勒太空望远镜

开普勒太空望远镜开普勒太空望远镜，发射于2009年，是第一个专门设计的使用凌日方法探测外行星的太空设备。它将持续监测某一天的区域，并观察恒星亮度的极其细微的变化，这是由于行星挡住了从它们前面经过的恒星的光线而引起的。

开普勒太空望远镜是第一个专门设计的利用凌星原理搜寻外行星的装置。它的镜头将持续瞄准预定的天空区域进行观察，并探测观察区域内恒星亮度的微小变化。如果行星围绕恒星运动，当它在恒星前面运动时，它会阻挡观察视线，导致恒星亮度短暂的轻微下降。

在此之前，科学家们使用了更多的引力摄动方法来寻找系外行星，也就是说，以非常高的精度来观察恒恒星的位置。如果附近有一个行星体，行星体的质量会导致恒星轻微地前后晃动，从而暴露行星体的存在。然而，这种方法有一个很大的缺陷，那就是它只能找到质量较大的气体大行星。对于由岩石组成的系外行星，类似于地球，很难找到质量较小的系外行星。然而，凌星定律通过观察恒星亮度的变化来寻找行星，使用完全不同的方法，灵敏度相对较高。当然，这些方法都有相同的本质，即使用足够灵敏的设备在正确的时间观察目标。

然而，使用这种技术搜索系统外的卫星并不容易。然而，作为开普勒外星卫星搜索项目(HEK)的负责人，基平仍然决定接受这个挑战。他说:“这是一个非常困难的问题，但现在我们或多或少地把它从猜测变成了科学。我们已经开发了一些可以用来进行这种搜索的技术，所以现在我们致力于下一个挑战，那就是找到这些卫星，看看它们是否与我们太阳系中的天然卫星相似或完全不同。”

根据我们现有的行星形成理论，至少有一种太阳系外卫星应该是无处不在的:我们太阳系中所有气态巨行星都被充满大量气体、冰和碎片的区域所包围，这些气体、冰和碎片将很快结合形成一个天然的卫星系统。

在某些情况下，例如木星的四颗伽利略卫星和土星最大的卫星土卫六，这些卫星实际上和大型岩石行星一样大。它们表面有复杂的地形特征:火山、冰冻的海洋和复杂的大气。所有这些使它们成为寻找太阳系生命的候选者。理论上，类似的天然卫星也应该围绕着同样是气态巨行星的系外行星形成，这样的卫星很可能成为生命的潜在场所。

多少？

哈佛-史密森尼天体物理学中心的大卫·基平博士说，我们在宇宙中发现生命的最佳机会可能不是在系外行星上，而是在位于可居住区的系外卫星上。

吉平说:“事实上，由于科幻电影和小说的影响，人们对部门外的卫星概念并不陌生，尽管他们以前从未真正听说过这个名字。我们寻找的一个有趣原因是，我们知道气态巨行星很常见，甚至在可居住区运行的巨行星也很常见。”

他强调说:“目前，天文学的一个主要问题是评估位于可居住区并与地球相似的系外行星存在的可能性。开普勒的发射使我们能够对“系外行星”这一术语进行定量估计:最近的一项分析表明，大约2%的类日恒星在其周围的可居住区有一颗岩石行星。

他说:“在这个阶段，你可以认为这个比率是高还是低，因为银河系中有太多类似太阳的恒星。该研究还指出，拥有气态巨行星的类太阳恒星占成员总数的8%。因此，即使这些气体巨星中只有1/4的成员拥有相当大质量的岩石卫星，并因此保留了大气，在可居住区的岩石卫星的数量将接近甚至超过具有相同条件的系外行星的数量。甚至有可能我们实际上是奇怪的生物，它们实际上生活在一个星球上，而不是卫星上。如果我们想了解银河系的生活场景，那么我们必须考虑卫星的情况。”

在晴朗的夜空下，当你仰望明亮的星空时，你有没有想过这样一个问题:在这些闪闪发光的星星中，是否有一些星星被像我们的太阳这样的行星所包围？在这些环绕恒星的行星中，有没有像我们地球一样孕育着繁荣的生命世界？在浩瀚的宇宙中，有没有像我们这样的智慧生物——外星人？

这些问题能引起人们的注意，并总能激发人们无限的想象力。与此同时，随着天文学的发展和人类科技的进步，天文学家也开始用科学的方法来尝试解决这些问题。现在，第一个问题有了明确的答案。目前，我们已经发现了数以千计的恒星，除了太阳之外，还有行星围绕着它们运行。其中一些只有一颗行星，而另一些同时有几颗行星。

2015年7月23日，美国国家航空航天局(美国航天局)宣布，天文学家通过开普勒任务发现了——开普勒-452b，一颗迄今为止与地球最相似的系外行星。这颗行星的直径比地球的直径大60%，周围的恒星是一颗与太阳大小和亮度相同的恒星。它离我们大约1400光年，是一个可能适合生命存在的星球。尽管我们没有直接的证据来回答后两个问题，但是大量系外行星的发现似乎给了我们越来越多的信心和提示——我们在宇宙中并不孤单，在宇宙深处可能还有同伴可以和我们交流。因此，在发现越来越多的系外行星的过程中，我们也越来越接近最后两个问题的答案。

探索系外行星的历史

太阳系外行星是太阳系外行星的简称，指太阳系外的行星。尽管历史上的天文学家很久以前就认识到了系外行星的存在，但由于观测技术的限制，天文学家一直无法确切地证明系外行星的存在，因此这一直是一个难题。

人类历史上第一颗系外行星是在20世纪90年代发现的。1992年，波兰天文学家亚历山大·沃尔兹琴和加拿大天文学家达尔福里合作发现，脉冲星PSR B1257+12有两颗轨道半径为0.36AU(AU是天文单位，是一天与地球之间的平均距离，约1.46亿公里)和0.47AU的行星，分别是地球质量的3.9倍和4.3倍。这是人类首次明确发现的外行星。

从发现第一个系外行星系统开始，人类就开始大规模寻找系外行星。当然，结果也很显著。1995年，迈克尔·迈耶和迪迪埃·奎洛兹发现，飞马座51号有一颗行星，这是人类发现的第一颗主星序列正常的外行星。

进入21世纪，对系外行星的探索取得了快速进展。开普勒任务的成功发射使得对系外行星，尤其是类地行星的探索越来越成为天文学领域的一个热点。到目前为止，人类已经发现了1974颗已经确认的系外行星。它们在1231个行星系统中，其中487个是多行星系统(一个行星系统有许多行星，比如太阳系)。此外，人类已经发现了数以千计的外行星系统的候选者，等待进一步的观察和确认。

寻找外星行星的方法

太阳系外行星和我们之间的距离很容易达到几十万光年，这给我们寻找太阳系外行星带来了很多麻烦。这也是为什么太阳系外行星的探索历史只有几十年的原因。今天，科学技术的发展使我们能够拥有非常精确的观测方法，也使我们能够迅速为发现大量系外行星做准备。一般来说，天文学家有五种方法来寻找系外行星，即直接成像法、天体测量法、视速度法、渡越法和引力微透镜法。

1.直接成像法

俗话说，眼见为实。如果我们能直接看到系外行星并拍摄它们的照片，那么没有人能否认我们已经发现了系外行星。这是直接成像的基本思想，这可能是最直接的思想。然而，我们知道距离太阳最近的恒星比邻星和我们之间的距离大约是4.22光年。在如此光年的距离观察一颗行星实在太难了。如果我们考虑行星上被系外行星围绕的恒星的覆盖效应(就像我们在白天看不到恒星，因为它们被更明亮的太阳覆盖)，那么用天文望远镜直接看到系外行星就更加困难了。因此，直到2004年才通过直接成像发现了第一颗外行星，即在智利使用欧洲南方天文台的超大型望远镜阵列捕获了褐矮星2M1207及其行星2M1207b。

2.天体测量学

这是发现系外行星的最早方法，它依赖于高精度天体测量。我们知道太阳的万有引力使地球围绕太阳旋转。然而，万有引力是相互的，太阳也受地球引力的影响。在这种引力下，太阳也做圆周运动，尽管圆心在太阳内部。同样，对于其他有行星的恒星，它们也会在自己行星的引力下做圆周运动，这将使恒星在天球上的位置有规律地变化。如果我们能准确地观察到恒星位置的这种变化，那么我们就能推断出恒星行星的性质——数量、质量、半大直径等。

3.视速度法

视速度法的原理与天体测量学相似。恒星在行星的吸引下做微小的圆周运动。如果这个圆不是面向我们的，那么恒星和我们之间就有明显的速度。我们知道，由于多普勒效应，移动的光源会产生红移或蓝移，所以如果我们用分光计测量恒星光谱的红移和蓝移效应，我们还可以推断出恒星的行星数、质量、半长直径等性质。

4.凌兴发

凌星方法的引入可以与我们太阳系中的金星凌日现象相比较。当金星在地球和太阳之间移动时，由于金星的遮挡，我们会在太阳上看到一个黑点，这显然会影响我们观察到的太阳的亮度。同样，如果一颗恒星有一颗行星，而我们在行星轨道的平面上，那么在行星运动的过程中，它会周期性地在地球和恒星之间移动，从而降低恒星的亮度。根据这一原理，我们可以通过长时间观察恒星的亮度来准确地研究亮度的变化规律，从而推断恒星是否有行星。因为行星的大小和它们能阻挡的亮度之间存在正相关，所以我们可以知道通过中天法发现的系外行星的大小。这样，我们就可以用视速度法同时知道行星的密度，从而知道行星是气态的还是固态的。这是开普勒任务用来寻找系外行星的方法。

5.引力透镜法

引力透镜天文学是一个非常有趣的现象，在天文学的各个方面都起着重要的作用。引力透镜效应的基础是爱因斯坦的广义相对论。根据广义相对论的结论，光线会在强大的引力场中弯曲，所以当它们经过恒星边缘时会以一定的角度弯曲。现在假设有一颗行星围绕一颗恒星旋转。这颗恒星质量大，引力场强，而这颗行星质量小，引力场弱。这就像一个中间厚、边缘薄的凸透镜。当恒星和行星之间的线扫过一束光线时，光线会偏转，就像被透镜折射一样。由于行星运动的周期性，这种效应也具有良好的周期性。如果我们能观察到这种效应，那么我们也能推断出系外行星的性质。

尽管我们有许多方法来寻找系外行星，但我们在探索系外行星时仍然面临着巨大的困难。然而，科学技术在不断发展，我们一定会发现越来越多的系外行星，并对它们有更深入的了解。第一颗适合人类生存的系外行星的发现者可能就在你我之间。

图片的英文翻译:

行星:行星

明星:明星

光线曲线

时间:时间

亮度:亮度

引力微透镜:引力微透镜

透镜星:透镜星

源星:源星

观察员:观察员

截至2014年2月，天文学家已经确定了太阳系以外的1700颗行星。它们适合我们居住吗？它们有多大？质量如何？这是一个非常重要的问题。知道了这两个问题，我们也可以知道那里的密度。密度能告诉我们很多，例如地球上是否有水，是否有大气和岩石表面。如果你想知道这两个数据的大小和质量，你需要使用各种精细的天体测量技术，这些技术在过去十年才刚刚发展起来。

要知道天体的密度，首先必须测量它的质量。事实上，质量也是重量，也就是重力。说一个人有多重，就是说地球的引力对他有多强。重力是测量中最重要的因素。引力存在于任何天体之间。从两个天体之间的引力关系中，可以发现许多特殊现象。从这些天文现象中，可以找到一些关于天体质量的线索。

行星都是绕轨道运行的恒星。行星在绕恒星运行时，也会对恒星产生引力，导致恒星左右摇摆，就像摇摆舞蹈一样。如果行星和恒星之间的质量差异不是很大，它们之间的摇摆舞蹈会非常明显。观察它们之间的摇摆很容易，找到它们也更容易。这种引力关系也提供了它们之间的质量关系，可以用来更方便地确定行星的质量。

行星围绕恒星运行。当他们走到星星前面时，凌星发生了。这时，行星覆盖了恒星，但它的体积太小了。它只能覆盖星星的一小部分光线，使光线变暗。调光范围约为原始亮度的1/10000。具体的变化是什么，你可以知道这个星球的大致大小。

如果体积已知，质量已知，那么它的密度可以很容易地计算出来，是否有水和岩石，以及它的大气层的厚度可以由外行星的密度来确定。

日本国立天文台佐藤文卫研究员等人发现了围绕太阳以外的恒星运行的又一颗行星。

新发现的行星距离地球约330光年，

绕一颗直径为太阳十倍、质量是太阳1.6倍的恒星“HD104985”运行。这一行星不是类似地球的岩石行星，它和木星相似，是一种巨大的气体行星。

日本研究人员通过行星引力导致的恒星可见光波长的紊乱，精密地测量出这颗太阳系外行星的存在。此外，研究人员还发现，宇宙中大约有180个恒星可能有行星绕之运行。这一成果将在9月25日举行的日本天文学年会上发表。

1995年，瑞士天文学家第一次发现太阳系外行星。自此以后，有120颗太阳系外行星被欧美天文学家发现。太阳系外行星自身不发光，只能间接观测，日本正在利用“昴宿星团”望远镜向直接观测挑战。

宜居行星是指适宜人类生存的行星，为找寻这样的行星，科学家一直在不断的致力于宇宙探索发现中。日前，天文学家在开普勒望远镜所发现的4000多颗候选行星中评选了20大可宜居系外行星，而kepler-186f是可宜居系外行星之一。

据外媒报道，目前开普勒望远镜已发现4000多颗候选行星，天文学家认为其中216颗宜居行星可能存在生命。现在研究人员通过分析此前收集的数据，进一步缩小了范围，评选出开普勒望远镜发现的20大可宜居系外类地行星。

宜居带是指一颗行星周围的一定距离范围，在这一范围内水可以以液态形式存在。因此如果一颗行星恰好落在这一范围内，那么它就被认为有更大的机会拥有生命或至少拥有生命可以生存的环境。研究人员基于这些系外行星的组成部分将其重新归类：比如属于岩石行星或气态行星。

在研究人员最终选出的20个可宜居系外行星中，包括了kepler-62f及kepler-186f等。kepler-62f距地球1200光年,体积较地球大40%,吸收光照为地球的41%;而kepler-186f位于天鹅座,距离地球约500光年，体积比地球大10%。

这项研究的作者stephenkane表示：“还是有很多的候选行星，但我们利用望远镜研究这些行星的时间有限。这项研究是一个重要的里程碑，回答了生命在宇宙中有多普遍及宇宙中类地行星有多常见等问题。”

据悉，这项研究的最终目标是帮助天文学家在未来的特定行星项目中缩小研究范围。

太阳系外行星，简称系外行星，其泛指在太阳系以外的行星。1990年代人类首次确认系外行星的存在，而自2002年起每年都有超过20个新的系外行星被发现。近日，天文学家发现60颗系外行星，它们环绕太阳邻近的恒星系统，其中包括类似地球的行星。

据外媒报道，目前，天文学家在太阳系邻近恒星系统中发现60颗新行星，其中包括一颗炽热的“超级地球”，被称为“Gliese411b”，它具有岩石表面，位于距离太阳第四个最近的恒星系统。

研究人员指出，这颗行星的发现暗示着最邻近太阳的恒星都存在行星环绕，并且其中部分行星颇似地球。这项发现是由英国赫特福德大学科学家带领的一支国际研究小组负责的。

除了这60颗新行星，研究人员还发现其它54颗行星，从而使发现的潜在系外行星数量增加了114颗。这项结果是基于美国天文学家使用凯克望远镜20年观测1600个恒星系统中61000多颗天体得出的，该观测任务是利克-卡内基系外行星测量的一部分。

研究负责人米科-图米博士说：“当我们观测最邻近的恒星将获得惊喜发现，差不多所有邻近恒星都存在行星环绕其运行，最新发现的系外行星将有助于我们更好地理解行星系统形成过程。”目前，这项最新研究报告发表在近期出版的《天体物理学杂志》上。

欧洲南方天文台是天文学最重要的政府间组织在欧洲和世界最多产地面天文台，其研究领域有恒星、星系、星系团、星际物质、类星体等，它对当今科学研究探索有着重要的意义。日前，欧洲南方天文台(ESO)与“突破摄星计划”已经签署协议，将共同合作探测系外行星，那么系外行星是如何进行探测的呢？

据外媒报道，欧洲南方天文台(ESO)与“突破摄星计划”已经签署协议，采用ESO的甚大望远镜设备寻找半人马座阿尔法星系统中的系外行星。这项协议中，为了提高甚大望远镜的观测能力，为其安装中红外成像仪和光谱仪(VISIR)。此外，将于2019年利用该望远镜进行一次仔细搜寻计划。最近关于和地球质量相似的系外行星比邻b的发现，更增加此次计划的势头。

研究人员表示，寻找离我们最近的系外行星是突破摄星项目的首要目的，突破摄星项目目标是在第一次像半人马座阿尔法星发射的火箭的基础上，再发送一个“光束推动的克量级‘纳飞船’”进入半人马座阿尔法星。

由于该系统的主星太亮，使观测到相对较暗的行星成为一项巨大的挑战。一个解决这个问题的方法是在中红外波段进行观测，伴随系外行星的热发光大大减少了它和其宿主恒星的亮度之间的差距。但是即使在中红外波段，宿主恒星都比伴随行星要亮几百万倍，因此需要专用技术以此来减少宿主恒星的影响。VISIR设备不仅可以在中红外波段观测，并且采用自适应光学大大提高了成像质量，又使用日冕仪用来减少恒星光从而可以看到潜在类地行星的信号。

研究人员称：“突破摄星计划”将为此项目的大部分必要技术和开发成本买单，而ESO则提供所需的观测能力和时间。”

1990年，人类首次确认系外行星的存在。随着系外行星越来越多的被发现，科学家便联想到它们当中是否存在外星生命的问题。日前，据外媒报道，天文学家最新发现3颗系外行星中2颗可能适宜生命生存，天文学家通过研究推断，这2颗系外行星可能是岩石行星。

近期，天文学家发现距离地球40光年处存在一个行星系统，3颗地球大小的系外行星环绕一颗恒星运行。目前，天文学家有证据表明，其中两颗行星拥有孕育外星生命的最佳环境。

天文学家通过哈勃太空望远镜观测数据，发现最内侧的行星是岩石结构，像地球一样，被密集大气层包裹着。发现这个行星系统之后，美国麻省理工学院的科学家评估分析了这3颗行星的体积大小和温度，从而分析判断它们是否适宜生命存活。

最新发现的3颗系外行星环绕一颗超寒冷褐矮星，该恒星体积仅是太阳的八分之一，被称为“Trappist-1”。天文学家观测发现每隔一定时间，这颗恒星光线亮度轻微变暗，暗示着存在几颗行星掠过它的表面。

来自比利时列日大学迈克尔-吉隆和他的同事们观察了在不同波长范围内，这3颗行星掠过恒星前方产生的恒星光线亮度变化。如果伴随着波长变化，凌日光线出现显著改变，则暗示着这颗凌日行星具有类似木星的模糊大气层。研究结果表明，最内侧两颗行星凌日光线趋于稳定，这表明两颗行星具有紧密大气层，类似于地球、金星和火星这样岩石行星的大气层。

研究报告负责人朱利安-德维特博士称，目前我们可以推断这两颗行星是岩石行星，但存在一个问题是，它们拥有怎样的大气层?很可能它们的大气层接近于金星大气层，主要成分是二氧化碳，或者像地球大气层一样分布着浓密云层，也可能像火星一样存在着稀薄的大气层。下一步我们将试着揭晓这些岩石行星可能存在的大气层特征。