系外行星獵手在尋找類地行星方面獲得技術提升

加入我們的科學愛好者社群!

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


歐洲南方天文臺已經擁有世界上最好的行星探測工具之一,即HARPS光譜儀。HARPS安裝在智利拉西拉天文臺的3.6米望遠鏡上,是一種可以探測恆星運動中極其微小的擺動(可能由環繞行星的引力引起)的儀器。

但是,擺動或徑向速度法最容易發現大型系外行星,其中一些比木星大許多倍,並且軌道非常靠近它們的主恆星。這些是對其母恆星施加最明顯牽引力的天體。天文學家希望找到更像地球的世界:軌道中等長度的小型岩石世界,使行星與恆星保持溫和的距離。

HARPS已經可以探測到導致其主恆星以每秒僅一米的速度移動的行星——大約是人類的步行速度。但是,即使是如此卓越的精度,其用途也有限。相比之下,地球對太陽施加的速度僅為每秒九釐米。要探測恆星光光譜分解中如此細微的變化,需要極其穩定的光譜用於校準和參考。這有點像使用一個好的音叉來檢查鋼琴鍵的音符是否稍微變低。


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞事業: 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。


現在,一組研究人員開發了一種校準技術,使徑向速度搜索對更小、可能類地行星更加敏感。在5月31日出版的《自然》雜誌上,德國加興馬克斯·普朗克量子光學研究所的托比亞斯·威爾肯及其同事報告稱,他們使用一種名為雷射頻率梳的裝置來增強HARPS的效能。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)

研究人員解釋說,雷射頻率梳髮出的一系列均勻間隔的光譜線——就像梳子的齒一樣——“與梳子所穩定的原子鐘一樣精確和穩定。”(原子鐘不是使用擺錘,而是使用原子在量子態之間振盪的頻率作為計時的基礎。)研究報告的作者稱,作為一種極其可靠的參考光源,該裝置使系外行星探測光譜儀能夠測量每秒僅幾釐米的運動,這“應該可以探測到宜居帶中的類地行星”。

© .