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February 28 太阳系外行星观测我实在是没有预料到大家有那么强烈的好奇心和对八卦的热烈关注,所以,为了答谢各位观众的热情,决定在这里宣布“八卦”的内容,就是,没有八卦。
就请不用猜了,去做更有意义的事情吧,哈。
当然,今天不是为了写这个上来的,是听了Colloquium想做个简要记录。题目是关于太阳系外行星的观测。
由于相对于恒星来说,行星自己不发(可见)光,只是反射恒星的光线,质量和尺度又小,对于我们而言很难被直接观测到。我在网上搜索了一下,第一张直接看到的相片据说是2005年。往往是通过非直接方法来确定行星的存在,比如说恒星轨迹的扰动等等。有一种说法是行星本身还发射红外光,可以用红外望远镜来观测。在这个talk上没听明白,或许他们用的也是这种方式吧。
很好,现在我们有了数据了。行星都是绕着恒星转的,对于我们,是一段时间向着我们移动,另一段时间又是向着远方运动,有一个多普勒效应,观测到的信号存在红移(远离)和蓝移(靠近),这样我们可以确定其运动周期。一个行星还有一些性质:质量、自旋(通常方向与中心恒星一致)…… 我没明白它们的质量是如何测量出来的,在远比恒星质量小的情况下,好像运动轨迹与自身质量无关吧
一个比较流行的行星形成理论是,在年轻恒星周边,有一个灰尘盘,绕着恒星旋转。由于引力的吸引,这些尘粒会慢慢凑在一起,组成大些的颗粒,再慢慢相互吸引演化成星球。
想当然地来看,对于圆轨道,我们看到的数据应该是正弦函数。当然实际观测到的不太可能如此,很重要的一点是椭圆轨道的偏心率。还有一个是轨道面与我们观测线的角度,由此我们只能计算出行星可能的最小质量。对于一组普通的数据,通常我们用Fourier变化来处理,如果用可能的周期时间作为自变量,在某些点上会有极为尖锐的信号突起,这样就可以定出该行星的运行周期。有趣的是,在一组数据的处理结果中,往往可以看到多个信号,对应了多个行星的存在。在talk中一个给出的例子里,发现了一个有五个行星的星系。其中周期最短的只有几天,最长的好像是十几年(忘了,不确定)。四个行星离该中心恒星很近,而另一个则相当远,这一点与太阳系有些相似,水金地火离太阳很近,木星则远了很多。该恒星质量与太阳相当。由上面的行星形成理论,我们可以用计算机来模拟这个过程,看看是否会生成类似的星系体系。(不知道他们做了这件事情没有)
从1988年开始,现在已经观测到了200多个行星(?是指经过足够数据处理的,还是包括所有得到确认的?),有几个统计数据如下。以木星的质量作为尺度来衡量,质量越小的行星数目越多,或许这可以从尘粒慢慢形成星体来解释。另外,越重的恒星看起来越有可能拥有更多的行星环绕。
说了半天,其实我们最关心的是,有没有其他文明的存在。从人类的生活环境来看,我们需要一定范围内的温度,大气层,液状的水,……一个由此得到的推论(?存疑)是,适合文明发展的行星应该具有与地球同数量级的质量,与恒星的距离不能太近或太远。在已经观测到的200多个行星里面,存在了一定数目符合条件的候选者。(?好像比例太高了)
银河系的30 billion个恒星中大约有10%已经观测到有行星的存在(与前面的200+比,不懂如何来的数据)。假设(?不知有否任何根据)一百万行星中有一个存在文明,那么在银河系中应该存在了上千个文明。可是,地球上无数的望远镜(包括100+座高级别的)日夜对着天空,却从来没有发现一个令人信服的外星人信号。或许是有什么东西错了吧。是那个百万分之一的比例么?还是说文明本身的存在时间太短?以我们自身的文明发展来看,或许认为一个文明的存在时间为百万年这个级别比较合适(之后怎么办,都死光了么……),对于银河系的百亿年寿命来说实在是很短,也许是这些文明存在于不同的时间,相互之间没有overlap吧……
嗯,我该去干更有意义的事情了:吃饭 Comments (6)
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