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太陽系外行星

二月 23, 2023

太陽系外行星，或簡稱系外行星（Exoplanet），是位於太陽系之外的行星。截至2021年10月20日，已經被確認的系外行星總共有4531顆，當中約有四分之三是透過凌日現象發現的[5]。這些行星分屬3364個行星系，其中有778個多行星系[6]。克卜勒任務已經檢測到18,000顆行星候選者，包括262顆位於潛在適居帶的候選者[7][8]。

迄今发现的系外行星數量統計（至2022年1月18日止），其中颜色表示發現方法：
  直接影像
  微引力透镜
  凌日法
  凌日時間變分法
  徑向速度
藝術家對銀河系太陽系外行星之普遍性的描繪[1]。2013年，克卜勒任務的天文學家推算整個銀河系可能包含多達4,000億顆系外行星，這幾乎是星系內每顆恆星都有一顆行星[2][3][4]

在銀河系，估計有1000億至4000億顆恆星（若每顆恆星都至少有一顆行星，將導致有1,000億至4,000億顆行星）[2][3][4][9]，不只在恆星周圍有行星，也有自由移動的行星質量天體[10]，而已知最靠近的系外行星是比鄰星b。

幾乎所有已經發現的系外行星都在我們自己的銀河系內，但是有少量的銀河系外行星可能可以被檢測出來。哈佛－史密松天體物理中心在2013年1月提出的一份報告中提到：估計在銀河系內「至少有170億顆」地球尺度的系外行星[11]。

數百年來，許多哲學家和科學家都認為在太陽系以外應該也有行星的存在，但是沒有辦法知道行星有多普遍，或是與太陽系行星的相似度又是如何。在19世紀，許多的偵測方法被提出來，但最終所有的天文學家得到的結果都是否定的。第一個被確認的檢測出現在1992年，發現有幾顆質量類似地球的天體環繞著脈衝星PSR B1257+12[12]。在主序帶恆星發現行星的第一個偵測結果出現在1995年，在鄰近的飛馬座51發現了以4天週期公轉一週的巨大行星。由於觀測技術的進步，自此之後偵測到的數量與效率迅速的增加[13]。有些系外行星被大望遠鏡直接拍攝到影像，但絕大多數的系外行星都是經由徑向速度測量檢出的[13]。除了系外行星，「系外彗星」（在太陽系之外的彗星）也被發現，也許在銀河系內也是很普遍的[14]。

最常見的系外行星是氣體巨行星，相信是類似於木星或海王星，但這也反應了取樣偏差，因為大質量的行星比較容易被觀察到[15]。一些相對比較輕的系外行星，質量只有地球的幾倍（現在所謂的超級地球）；如眾所周知，在統計上的研究表明它們的數量應該超過巨大的行星[16]。雖然現在已經發現一小撮包括地球大小和更小的行星，似乎表現出其它的地球類似體屬性[17][18][19]。也存在著有這行星質量的天體環繞著棕矮星和不受到恆星拘束在太空中自由移動的行星；然而，「行星」這個名詞尚未應用在這些天體上。

發現的太陽系外行星，特別是軌道位於適居帶，極有可能有液態水存在表面的那些行星（還因此可能有生命），提高了搜尋外星生命的興趣[20]。因此，尋找太陽系外的行星還包括適居行星，在太陽系外的行星適合承載生命的研究中，被考慮的因素相當廣泛。

在2013年1月7日，來自克卜勒任務太空天文台的天文學家宣布發現了KOI-172.02，一顆像地球的系外行星候選者，在一顆類似太陽的恆星的適居帶中環繞著，可能是「存在著外星生命的主要候選者」[21]。

觀察歷史

早在十九世紀便有天文學家聲稱發現系外行星。1855年，在東印度公司馬德拉斯天文台（英语：Madras Observatory）工作的W. S. Jacob發現蛇夫座70雙星系統軌道異常，懷疑當中有類似行星的物體；1890年代，芝加哥大學及美國海軍天文台的汤玛斯·杰佛逊·杰克逊·希（英语：Thomas Jefferson Jackson See）聲稱軌道異常證明該系統當中有一個公轉週期為36年的黑暗物體，但福雷斯特·雷·莫尔顿隨即指出這樣的系統極不穩定。在1950至1960年代，斯沃斯莫爾學院的彼德·范·德·坎普（英语：Peter van de Kamp）聲稱發現了繞著巴納德星公轉的行星。後來的天文學家普遍認為這些早期觀測都是錯誤的。

 
太陽系與巨蟹座55行星系統的比較圖。

加拿大天文學家布魯斯·坎貝爾等人在1988年的結果是首次獲得隨後觀測確認的發現[22]，他們利用視向速度法發現圍繞少衛增八的行星；然而因為當年技術條件所限，包括發現者本身的天文學界都對結果有所保留。也有人懷疑這些其實是質量介乎於行星和恆星之間的棕矮星。

隨後不少觀測支持少衛增八（仙王座γ）擁有行星[23]，但亦有研究顯示相反的證據[24]。最終到了2003年運用改進了的觀測技術方能證實[25]。

1991年，安德鲁·林恩（英语：Andrew Lyne）等人聲稱運用脈衝星計時法發現了一個行星 PSR B1829-10的脈衝星行星[26]。雖然結果受到注目，但林恩及其研究隊伍很快便撤回結果[27]。

 
內太陽系和系外行星HD 179949 b、HD 164427 b、Epsilon Reticuli ab、及Mu Arae b軌道的比較圖。（所有母星皆在中央位置）

1992年，美国天文學家亞歷山大·沃爾茲森及戴尔·弗雷（英语：Dale Frail）宣佈發現一個圍繞脈衝星PSR B1257+12的行星[12]。這項發現迅速被確認，普遍認為這是首次對系外行星的確認。這些系外行星相信是由超新星的殘餘物所構成，或是巨型氣體行星的固體核心被超新星抛出所形成。

1995年10月6日，日內瓦大學的米歇爾·麥耶及戴狄爾·魁若茲宣佈首次發現一顆普通主序星（飛馬座51）的行星[28]，這發現開展了當代的系外行星發現。先進的科技，特別是高解像度的光譜學，大大加速了新系外行星的發現。這些新發展讓天文學家可以憑行星對母星的重力影響間接偵測到系外行星的存在，亦有行星因為經過母星前面導致母星光度減弱而被發現。

截至2013年10月30日，人類一共發現了1031個系外行星[13]，包括一些在早前已被發現但一度被外界否定，卻在後期才被證實的（如巴納德星的行星），當中很多都是由傑佛瑞·馬西的隊伍在加州大學的里克天文台和凱克天文台發現。現已發現了二十個擁有超過一個行星的星系，最早發現的一個為仙女座υ行星系統；另外亦有四個行星圍繞兩個脈衝星的情況。經紅外線觀測恆星盤亦顯示在一些行星系統中也存在著數以百萬計的彗星。

檢測的方法

主条目：系外行星偵測法
 
由威尔逊山天文台1.5米望遠鏡上的旋風星冕儀（Vortex coronograph）拍攝HR 8799（飛馬座V342）的三顆行星影像。

相較於母恆星，行星是非常暗淡的；在可見光的波長，它們通常只有母恆星百萬分之一的亮度。這種微弱的光源是很難檢測到的，而且母恆星的眩光往往會掩蓋掉行星的微光。有必要遮擋掉母恆星的光芒以減少眩光，才能從地球上觀測到；這樣做是對在技術上是很大的挑戰[29]。

所有直接獲得影像的系外行星不僅都很大（質量比木星大），而且離母恆星也很遠。它們大多數還很熱，因此他們發出激烈的紅外線輻射；獲得的紅外線影像會比可見光影像更為明亮。

雖然目前絕大多數的太陽系外行星只能以間接的方法檢測出來，但直接影像法在將來可能成為最重要的方法。下列是已經被證實非常有用的間接方法：

當一顆行星繞著恆星公轉，恆星也會繞著質量中心在自己小小的軌道上移動。恆星徑向速度的變化 －就是它遠離或接近地球的速度－ 可以從因為都卜勒效應造成在譜線上的變化檢測出來。極小的速度變化，即使小到1m/s甚至更小，都可以看得出來[30]。這是目前發現系外行星最有生產力成效的方法。它擁有的優點是適合各種性質的恆星；而缺點則是無法確知行星的質量，只能知道行星質量的下限。但是，如果可以從恆星的徑向速度區分出行星本身的徑向速度，就可以測量出行星真正的質量[31]。還有一個限制是需要高信噪比，因此目前的技術只能檢測出距離160光年以內的系外行星。徑向速度法也用作確認凌日法的結果，一同運用則有助於估計行星的真實質量。
 
利用凌日法偵測系外行星，下方的線圖代表不同時間地球所接收到的光量。
如果一顆行星從母恆星的前方經過（凌），則觀測者會觀測到恆星的亮度會像滴了顆淚珠般下降了一點點。變暗的數值取決於行星的大小、恆星的大小，還有其它的因素等等。雖然他有大量的假陽性反應，而有必要做進一步的確認，但它依然是發現系外行星第二有成效的方法。凌日法可以提供行星半徑的資訊，有時它還能夠透過光譜研究行星的大氣層。配合徑向速度法，還可以提供更多的行星資訊。
動畫顯示系統內行星-1和行星-2在凌日時間上的差異。創建者：NASA/克卜勒任務。
當存在著多顆行星時，相互之間對其它的軌道會有微小的攝動。一顆行星凌日週期的小變化可以指示另一顆行星的存在，而無關乎這顆行星是否會凌日。例如，系外行星WASP-3b凌日週期的微小變化，顯示這個系統有另外一顆行星存在，即不會凌日的WASP-3c[32]。如果一個系統存在著多顆凌日的行星，也可以利用這種方法確認它們的存在[33]。這種方法的另外一種形式，是測量聯星的食，可以揭露環繞這兩顆恆星外側的行星；在2011年11月，就用這種方法發現了5顆行星
當恆星的重力場產生像透鏡一樣的微透鏡，會放大遙遠背景恆星的光。環繞著恆星的行星會導致探測到的恆星光度會隨著時間的推移產生異常的放大。截至2011年6月，這種方法的結果只檢測到13次，但是這種方法的優點是對距離母恆星遙遠的行星非常敏感。
天體測量包括精確測量恆星在天空中的位置，和觀察隨著時間推移的位置變化。由於行星的重力影響造成的恆星運動或許可以觀察得到，因為這種移動是非常的小，因此這種方法還不是很有成效。它只產生了幾個有爭議的檢測，然而它還是成功的用於調查以其他方式發現的行星的屬性。

脈衝星計時法

 
畫家筆下的脈衝星PSR B1257+12行星系統

脈衝星是超新星爆炸後留下來超高密度的中子星。隨著自轉，脈衝星發出極為有規律的電磁波脈衝，因此脈衝的輕微異常能顯示脈衝星的移動。和其它星體一樣，脈衝星亦會受其行星影響而運動，故此計算其脈衝變動便可估計其行星的性質[34]。

這方法最初並非設計來偵測系外行星，但其敏感度是各方法之中最高，足以偵測到質量只有地球十分之一的行星。脈衝星計時法亦可以偵測到行星系統內相互的重力擾動，故此可以得到更多有關行星及其軌道的資料。然而因為脈衝星比較罕有，所以亦難以用這方法發現大量行星；而且因為脈衝星附近有極強的高能量輻射，生命似乎難以生存。

1992年亞歷山大·沃爾茲森便是利用了這個方法發現了PSR B1257+12的行星，而且被迅速確認，成為首個被確認的系外行星系統。[12]

恆星盤法

 
畫家筆下織女星附近兩顆冥王星大小的矮行星碰撞的情景。

很多恆星都被塵埃組成的恆星盤包圍，這些塵埃吸收了恆星的光再放出紅外線，因此可以被觀測。即使塵埃的總質量還不及地球，它們的總表面積仍足反映到可觀測的紅外線[35]。哈伯太空望遠鏡可以通過其近紅外線攝影機和多物體光譜儀觀測這些塵埃，而史匹哲太空望遠鏡可以接收更廣闊的紅外線光譜以得到更佳的影象。在太陽系附近的恆星之中，已有超過15%被發現有塵埃盤[36]。

一般相信這些塵埃是由彗星或小行星碰撞中形成，而在恆星的輻射壓力下，很快便會把塵埃推至星際空間。故此偵測到塵埃盤便代表恆星附近有不斷的碰撞以補充失散的塵埃，是恆星擁有彗星或小行星的間接證據[36]。例如鯨魚座τ附近的塵埃盤便顯示這恆星擁有比太陽系多出十倍以上，類似凱伯帶中的物體[35]。

在一些情況下塵埃盤可以顯示有行星的存在。有些塵埃盤中間有空洞或形成團狀，都可能表示有行星在＂清理＂其軌道或塵埃受到行星引力影響而結集。在波江座ε便發現了有這兩種特質的塵埃盤，意味著當中可能有一個軌道半徑達40天文單位的行星；通過視向速度法，亦發現了另一個軌道較細的行星[37]。

直接攝影

 
2M1207（藍色）及其行星2M1207b

因為行星相比於其母星都是非常暗淡的，所以一般都會被母星的光掩蓋，故此要直接發現系外行星幾乎是不可能的。但在一些特殊情況，現代的望遠鏡亦可以直接得到系外行星的影象，例如行星體積特別大（明顯地大於木星），與母星有一段較大距離，以及較為年輕（故此溫度較高而放出強烈的紅外線）。

 
豺狼座GQ及可能為行星的豺狼座GQb。

在2004年7月，天文學家們利用歐洲南天文台的甚大望遠鏡陣列在智利拍攝到棕矮星2M1207及其行星2M1207b[38]。在2005年12月，2M1207b的行星身分被證實[39]。估計這系外行星質量比木星高幾倍，而且軌道半徑大於40天文單位。直至2006年9月為止這是唯一被直接拍攝到而且被確認的系外行星。

当時還有另外三個疑似系外行星被拍攝到，包括豺狼座GQb、AB Pictoris b、及SCR 1845 b[40]。截至2006年3月，當中未有任何一個被證實為行星；相反地，它們可能是小型的棕矮星[41][42]。

2008年5月，加州大学伯克利分校的天文学家Paul Kalas从哈勃太空望远镜所拍照片中找到了到北落师门的一颗行星北落师门b，这是该望远镜首次直接拍摄到太阳系外行星，其亮度只有北落师门的10亿分之一。

發展中的觀察方法

數項計劃中的太空任務已配備一些上述的偵測方法。在太空進行偵測可以得到更高的敏感度，因為避免了地球大氣層擾動影響，以及探測到不能穿透大氣層的紅外線。預期這些太空探測器可以偵測到和地球類似的行星。

歐洲太空總署的對流旋轉和行星橫越計劃以及美國太空總署的克卜勒任務均會使用凌日法。COROT可以偵測到略為大於地球的行星，而克卜勒太空望遠鏡更有能力偵測到比地球更小的行星。預期克卜勒太空望遠鏡亦有能力探測到小軌道大型行星的反光，但不足以構成影像；正如月球的月相一樣，這些反光會隨時間而增加或減少，分析這些數據甚至可以顯示其大氣內的物質分佈。透過這方法Kepler可以找到更多未被發現的系外行星[43]。

美國太空總署計劃在2014年發射的太空干涉測量任務將使用天體測量法在鄰近恆星之中尋找類似地球的行星。歐洲太空總署的達爾文計畫（Darwin）探測器及美國太空總署的類地行星發現者 則會嘗試直接拍攝系外行星的照片。最近被提議的新世界任務更有遮光設備以阻擋恆星的光芒，容許天文學家直接觀察到暗淡的系外行星。

2006年2月2日，美國太空總署宣佈因為財政理由要無限期擱置TPF計劃[44]；2006年6月，美國眾議院的撥款委員會恢復部分撥款，讓計劃最少可進行至2007年[45]。12月27日，COROT卫星升空[46]。美國的開普勒太空望遠鏡在2009年3月6日發射[47]。

定義

主条目：行星定義

根據國際天文聯會的“行星”定義，行星必須圍繞一顆恆星[48]。然而此定義僅適用於太陽系內的行星，所有的太陽系外行星被排除在外[49]。為此2001年國際天文聯會針對太陽系外行星作以下定義（2003年有修訂）[50]：

命名

系外行星命名是在母星名字後加上一個小寫英文字母。在一個行星系統內首個發現的行星將加上「b」，如飛馬座51b，而隨後發現的則依次序為飛馬座51c，飛馬座51d等。不使用「a」的原因是因為可被解釋為母星本身。字母的排列只按發現先後決定，因此在格利泽876系統內最新發現的Gliese 876 d卻是系統內已知軌道最小的一個行星。

在飛馬座51b於1995年被發現前，系外行星有不同的命名方法。最早被發現的PSR B1257+12行星以大寫字母命名，分別為PSR 1257+12 B及PSR 1257+12 C。隨後發現了一個更為接近母星的行星時，卻命名為1257+12 D而不是A。

一些系外行星也有非正式的外號，例如HD 209458 b又稱歐西里斯。

2019年國際天文聯合會百周年慶，開放了百餘個系外行星給112國以公眾投票方式加以命名，共計獲36萬個命名提案，42萬人投票（页面存档备份，存于互联网档案馆）。授予臺灣命名的系外行星-恆星系統獲名為「水沙連－－麗」（原科學編號為HD1000665）。香港將他們的系外行星和母恆星名稱取為「太平山 -- 獅子山 」，中國則是「望舒（页面存档备份，存于互联网档案馆） -- 羲和（页面存档备份，存于互联网档案馆）」。

一般性質

 
截至2004年8月31日，所有以視向速度法（藍點），凌日法（紅點）和重力微透鏡法（黃點）所發現的系外行星。同時亦顯示了太空和地面儀器的偵測極限。

大部分已知的系外行星都是圍繞和太陽類似的恆星，即恆星光譜為F，G或K的主序星，原因之一是搜尋計劃都傾向集中研究這類恆星。即使考慮到這點，統計分析亦顯示低質量恆星（恆星光譜為M的紅矮星）一般較少擁有行星或只有低質量行星。[51]

所有恆星成分都以最輕的氫和氦為主，但亦有小量較重的原素如鐵，天文學家以此描述恆星的金屬性。較高金屬性的恆星通常擁有較多行星，而且行星亦傾向有較高質量。[52]

絕大部分已知的系外行星都是高質量的，當中90%是超過地球的10倍，很多亦明顯比太陽系最重的木星為高。然而這只是一種觀測上的選擇性偏差，因為所有偵測方法都利於尋找高質量行星。這種偏差令統計分析難以進行，但似乎低質量行星實際上比高質量的更為普遍，因為在困難的情況下天文學家仍能發現一些只比地球質量高數倍的行星，顯示它們在宇宙中應甚為普遍。[52]

已知的系外行星中，相信絕大部分有大量氣體，如太陽系中的巨行星一樣。但這只有經凌日法方可證實。[53]部分小型的行星被懷疑由岩石構成，類似地球和其它太陽系內行星。[54]

很多系外行星的軌道都比太陽系的行星要小，但這同樣是因為觀測限制帶來的選擇性偏差，因為視向速度法對小軌道的行星最為敏感。天文學家最初對這種現象很疑惑，但現在已清楚大部分系外行星（或大部分高質量行星）都有很大的軌道。相信在大部分行星系統中，都有一或兩個大型行星的軌道半徑類似木星和土星的軌道。

軌道離心率是用作形容軌道的橢圓程度，大部分已知的系外行星軌道都有較高的離心率。這並非選擇性偏差，因為偵測的難易程度和軌道離心率沒有太大的關係。這種現象仍是一個謎，因為現時有關行星形成的理論都指軌道應是接近圓形的。這亦顯示太陽系可能是不平常的，因為當中所有行星軌道基本上都是接近圓型的。[52]

有關系外行星仍有不少未解之謎，例如它們的詳細成分和衛星的普遍性。其實最有趣的問題之一是這些系外行星能否支持生命的存在。一些行星的確是處於生命適居的範圍內，條件可能和地球類似；這些行星大都是類似木星的巨型行星，若它們擁有大型的衛星便是最有機會孕育生命的地方。然而即使生命在宇宙間普遍存在，若他們並非有高度文明，以星際距離之遠實難以在可預見的時間內發現。

值得注意的系外行星

在系外行星研究歷史上有不少里程碑。1992年沃爾茲森及弗雷首次在《自然》發表發現系外行星的報告[12]，顯示脈衝星PSR B1257+12擁有行星。脈衝星行星的發現仍被認為是不尋常的事。飛馬座51b是首個發現的主序星行星，由米歇爾·麥耶及戴狄爾·魁若茲於1995年10月6日在《自然》發表[28]。天文學家最初都對這個＂熱木星＂（即小軌道大質量的氣體行星）感到驚訝，但很快便發現更多類似的行星。

自此以後，值得注意的發現包括：

1996年

1998年

1999年

  • 仙女座υ：4月，天文學家公佈第一次在太陽系外發現有多顆行星環繞的行星系統。該行星系統以3顆類木行星所組成，為仙女座的成員之一，亮度為4星等，用肉眼即可觀察到[57]。
  • HD 209458 b：該行星最初是用徑向速度法發現，後來成為第一個被觀測到凌日的系外行星。凌日觀測證實了此天體的行星身分[58]。

2001年

  • HD 209458 b：利用哈伯太空望遠鏡，天文學家發現了HD 209458 b的大氣層含有的鈉比預期低，顯示雲層遮蔽了低層的大氣[59]。
 
畫家筆下的脈衝星行星PSR B1620-26c。

2002年

2003年

  • PSR B1620-26c：Steinn Sigurdsson及其研究隊伍分析了哈伯太空望遠鏡得到的資料，證實了PSR B1620-26c這個已知最古老的系外行星，估計有125億年。這行星位於離地球5600光年的天蠍座M4星團，質量為木星的兩倍，是唯一已知圍繞雙星的行星（母星分別為脈衝星和白矮星）[61]。

2004年

2005年

  • 葛利斯876d：紅矮星Gliese 876的第三個行星Gliese 876 d於6月被天文學家發現。其質量約只有地球7.5倍，是已知第二低的系外主序星行星，而且幾乎可以肯定這行星由岩石組成。其軌道半徑只有0.021天文單位，公轉週期為1.94日[65]。
  • HD 149026b：天文學家7月發現的HD 149026 b的核心質量為地球質量70倍，佔其總質量的三分之二，是已知擁有最大核心的行星[66]。
 
畫家筆下的HD 188753 Ab的虛搆衛星上的三重日落。
  • HD 188753 Ab：天文學學7月宣佈發現一個約在149光年的三星系統（黃、橙、紅色）中的行星HD 188753 Ab，對現今的行星形成理論造成挑戰[67][68]。這是一個略為大於木星的氣體行星，圍繞天鵝座HD 188753系統的主星公轉，故稱為HD 188753 Ab，公轉週期為3.3日，軌道半徑約十二分之一天文單位。另外兩個恆星互相旋轉週期為156日，並同時以25.7年週期繞著主星公轉，和主星距離約為土星與天皇星軌道半徑之間。這兩個恆星對主流的熱木星形成理論造成挑戰，這理論指大型氣體行星在一個較遠的距離形成，然後以未知的機制轉移到星系內圍；然而兩個恆星的存在使這個理論不適用，因為它們會妨礙外圍行星的形成。
 
畫家筆下的系外行星OGLE-2005-BLG-390Lb。

2006年

  • OGLE-2005-BLG-390Lb：天文學家1月25日公佈了OGLE-2005-BLG-390Lb的發現。這行星約在21,500光年以外的銀河系中心，以重力微透鏡法發現，質量估計為地球5.5倍，表面溫度只有攝氏-220º，是已知質量最低、距離最遠、亦可能是最冷的主序星系外行星。在此以前發現的低質量行星都只有很小的軌道，而OGLE-2005-BLG-390Lb的軌道半徑則估計有2.6天文單位[69][70]。
  • HAT-P-1b：利用一個稱為＂HAT＂的自動小型望遠鏡網絡，哈佛-史密松天体物理中心的天文學家發現了一個系外行星HAT-P-1b，其母星為450光年之外位於蠍虎座的一個雙星系統中的其中一個恆星，行星半徑為木星的1.38倍而密度只有木星的一半，是已知密度最低的行星。現時仍不清楚這行星如何形成，但相信這類低密度行星（包括HD 209458 b）會有助了解行星形成的過程。哈佛-史密松天体物理中心的Robert Noyes說：＂我們不能不說發現HD 209458 b是一件僥倖的事，這個新發現提示了我們有關行星形成理論中遺漏的東西。＂[71]

2009年

  • 柯洛7b：2月3日，歐洲南方天文台宣布已發現環繞恆星柯洛7的系外行星COROT-7b。主導此發現的柯洛計畫表示因與母星的距離不到0.02個天文單位，所以軌道周期只有20個小時，為目前發現中軌道周期最短的系外行星[72]。另該行星的直徑只有地球的1.7倍，但質量卻有地球的5.6-11倍[73]，因此可能為岩石行星。然而離母星太近，該行星的表面溫度可能達1000-1500 °C，所以有人認為該行星是由等量的水蒸氣和岩石所構成[74]。
  • 格利泽581e：在4月21日，歐洲南方天文台的天文學家宣布發現環繞Gliese 581的第4顆行星，距離母星小於0.03個天文單位，質量只有地球的1.9倍，迄2010年一月仍是迄今發現最小、質量最接近地球，環繞著主序星的系外行星。.[75]
  • 30顆新行星：在10月19日，宣布使用徑向速度法新發現了30顆行星。2009年10月也是在一個月內發現最多行星的月份，打破了2002年6月和2009年8月發現17顆系外行星的記錄。
  • 室女座61和HD 1461：在12月14日，發現三顆行星，其中一顆是超級地球，另外兩顆質量與海王星相當的大行星。此外還發現一顆超級地球和兩顆未經證實行星環繞著HD 1461。這些發現顯示在周圍鄰近的恆星發現低質量恆星的環繞軌道是很平常的。室女61是第一顆有超級地球環繞的類太陽恆星[76]。
  • GJ 1214 b：天文學家在12月16日，用凌日法發現一顆超級地球。經由質量和半徑測量得到的密度，天文學家認為這顆行星可能是一顆75%是水，25%是岩石構成的海洋行星。在這顆行星上的一些水應該是以異於尋常的冰七型態存在。這是MEarth計劃發現得第一顆系外行星，這個計畫利用凌日法發現經過M-型恆星前方的超級地球[77]。

2010年

  • 格利泽581g：天文學家發現迄今最像地球的一個太陽系外行星，它位於恒星系統的適居帶內，可能適合生命存在。這個類地球行星是一個多岩石的星球，位於天秤座，距離地球約20光年。
  • 克卜勒9：第一個使用凌日法發現多顆系外行星的恆星[78]。目前該恆星旁已發現三顆行星。
  • HIP 13044b：在其他星系形成的行星，原屬星系已被銀河系併吞。距離地球約2000光年[79][80][81][82][83][84][85][86][87][88]。但是后续的研究表明之前的观测存在误差，实际上该行星并不存在。[89]

2011年

2012年

參考文獻

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  • 美國太空總署－PlanetQuest（页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • 德國系外行星研究中心－Jena/Tautenburg（页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • 耶拿大學－天體物理學院及大學天文台（页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • 系外行星百科全書（页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • 已知行星系統列表（页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • Andrew Collier Cameron, Extrasolar planets, Physics World (2001年1月).（網上版本（页面存档备份，存于互联网档案馆））
  • 重要系外行星列表（页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • D. Montes，馬德里卡姆魯騰斯大學－系外行星（页面存档备份，存于互联网档案馆）
新聞报道
  • 哈伯望遠鏡發現大氣被蒸逸的系外行星（页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • 華人科學家首發現系外行星（页面存档备份，存于互联网档案馆）

参见

太陽系外行星列表
行星种类

二月 23, 2023
太陽系外行星, 本條目存在以下問題, 請協助改善本條目或在討論頁針對議題發表看法, 此條目需要編修, 以確保文法, 用詞, 语气, 格式, 標點等使用恰当, 2016年9月19日, 請按照校對指引, 幫助编辑這個條目, 幫助, 討論, 此條目需要更新, 2015年12月18日, 請更新本文以反映近況和新增内容, 完成修改時, 請移除本模板, 此條目可参照英語維基百科相應條目来扩充, 若您熟悉来源语言和主题, 请协助参考外语维基百科扩充条目, 请勿直接提交机械翻译, 也不要翻译不可靠, 低品质内容, 依版权协议, 译. 本條目存在以下問題 請協助改善本條目或在討論頁針對議題發表看法 此條目需要編修 以確保文法 用詞 语气 格式 標點等使用恰当 2016年9月19日 請按照校對指引 幫助编辑這個條目 幫助 討論 此條目需要更新 2015年12月18日 請更新本文以反映近況和新增内容 完成修改時 請移除本模板 此條目可参照英語維基百科相應條目来扩充 若您熟悉来源语言和主题 请协助参考外语维基百科扩充条目 请勿直接提交机械翻译 也不要翻译不可靠 低品质内容 依版权协议 译文需在编辑摘要注明来源 或于讨论页顶部标记 a href Template Translated page html title Template Translated page Translated page a 标签 太陽系外行星 或簡稱系外行星 Exoplanet 是位於太陽系之外的行星 截至2021年10月20日 已經被確認的系外行星總共有4531顆 當中約有四分之三是透過凌日現象發現的 5 這些行星分屬3364個行星系 其中有778個多行星系 6 克卜勒任務已經檢測到18 000顆行星候選者 包括262顆位於潛在適居帶的候選者 7 8 迄今发现的系外行星數量統計 至2022年1月18日止 其中颜色表示發現方法 直接影像 微引力透镜 凌日法 凌日時間變分法 徑向速度 藝術家對銀河系太陽系外行星之普遍性的描繪 1 2013年 克卜勒任務的天文學家推算整個銀河系可能包含多達4 000億顆系外行星 這幾乎是星系內每顆恆星都有一顆行星 2 3 4 在銀河系 估計有1000億至4000億顆恆星 若每顆恆星都至少有一顆行星 將導致有1 000億至4 000億顆行星 2 3 4 9 不只在恆星周圍有行星 也有自由移動的行星質量天體 10 而已知最靠近的系外行星是比鄰星b 幾乎所有已經發現的系外行星都在我們自己的銀河系內 但是有少量的銀河系外行星可能可以被檢測出來 哈佛 史密松天體物理中心在2013年1月提出的一份報告中提到 估計在銀河系內 至少有170億顆 地球尺度的系外行星 11 數百年來 許多哲學家和科學家都認為在太陽系以外應該也有行星的存在 但是沒有辦法知道行星有多普遍 或是與太陽系行星的相似度又是如何 在19世紀 許多的偵測方法被提出來 但最終所有的天文學家得到的結果都是否定的 第一個被確認的檢測出現在1992年 發現有幾顆質量類似地球的天體環繞著脈衝星PSR B1257 12 12 在主序帶恆星發現行星的第一個偵測結果出現在1995年 在鄰近的飛馬座51發現了以4天週期公轉一週的巨大行星 由於觀測技術的進步 自此之後偵測到的數量與效率迅速的增加 13 有些系外行星被大望遠鏡直接拍攝到影像 但絕大多數的系外行星都是經由徑向速度測量檢出的 13 除了系外行星 系外彗星 在太陽系之外的彗星 也被發現 也許在銀河系內也是很普遍的 14 最常見的系外行星是氣體巨行星 相信是類似於木星或海王星 但這也反應了取樣偏差 因為大質量的行星比較容易被觀察到 15 一些相對比較輕的系外行星 質量只有地球的幾倍 現在所謂的超級地球 如眾所周知 在統計上的研究表明它們的數量應該超過巨大的行星 16 雖然現在已經發現一小撮包括地球大小和更小的行星 似乎表現出其它的地球類似體屬性 17 18 19 也存在著有這行星質量的天體環繞著棕矮星和不受到恆星拘束在太空中自由移動的行星 然而 行星 這個名詞尚未應用在這些天體上 發現的太陽系外行星 特別是軌道位於適居帶 極有可能有液態水存在表面的那些行星 還因此可能有生命 提高了搜尋外星生命的興趣 20 因此 尋找太陽系外的行星還包括適居行星 在太陽系外的行星適合承載生命的研究中 被考慮的因素相當廣泛 在2013年1月7日 來自克卜勒任務太空天文台的天文學家宣布發現了KOI 172 02 一顆像地球的系外行星候選者 在一顆類似太陽的恆星的適居帶中環繞著 可能是 存在著外星生命的主要候選者 21 目录 1 觀察歷史 2 檢測的方法 2 1 脈衝星計時法 2 2 恆星盤法 2 3 直接攝影 3 發展中的觀察方法 4 定義 5 命名 6 一般性質 7 值得注意的系外行星 7 1 1996年 7 2 1998年 7 3 1999年 7 4 2001年 7 5 2002年 7 6 2003年 7 7 2004年 7 8 2005年 7 9 2006年 7 10 2009年 7 11 2010年 7 12 2011年 7 13 2012年 8 參考文獻 9 外部連結 10 参见觀察歷史 编辑早在十九世紀便有天文學家聲稱發現系外行星 1855年 在東印度公司馬德拉斯天文台 英语 Madras Observatory 工作的W S Jacob發現蛇夫座70雙星系統軌道異常 懷疑當中有類似行星的物體 1890年代 芝加哥大學及美國海軍天文台的汤玛斯 杰佛逊 杰克逊 希 英语 Thomas Jefferson Jackson See 聲稱軌道異常證明該系統當中有一個公轉週期為36年的黑暗物體 但福雷斯特 雷 莫尔顿隨即指出這樣的系統極不穩定 在1950至1960年代 斯沃斯莫爾學院的彼德 范 德 坎普 英语 Peter van de Kamp 聲稱發現了繞著巴納德星公轉的行星 後來的天文學家普遍認為這些早期觀測都是錯誤的 太陽系與巨蟹座55行星系統的比較圖 加拿大天文學家布魯斯 坎貝爾等人在1988年的結果是首次獲得隨後觀測確認的發現 22 他們利用視向速度法發現圍繞少衛增八的行星 然而因為當年技術條件所限 包括發現者本身的天文學界都對結果有所保留 也有人懷疑這些其實是質量介乎於行星和恆星之間的棕矮星 隨後不少觀測支持少衛增八 仙王座g 擁有行星 23 但亦有研究顯示相反的證據 24 最終到了2003年運用改進了的觀測技術方能證實 25 1991年 安德鲁 林恩 英语 Andrew Lyne 等人聲稱運用脈衝星計時法發現了一個行星 PSR B1829 10的脈衝星行星 26 雖然結果受到注目 但林恩及其研究隊伍很快便撤回結果 27 內太陽系和系外行星HD 179949 b HD 164427 b Epsilon Reticuli ab 及Mu Arae b軌道的比較圖 所有母星皆在中央位置 1992年 美国天文學家亞歷山大 沃爾茲森及戴尔 弗雷 英语 Dale Frail 宣佈發現一個圍繞脈衝星PSR B1257 12的行星 12 這項發現迅速被確認 普遍認為這是首次對系外行星的確認 這些系外行星相信是由超新星的殘餘物所構成 或是巨型氣體行星的固體核心被超新星抛出所形成 1995年10月6日 日內瓦大學的米歇爾 麥耶及戴狄爾 魁若茲宣佈首次發現一顆普通主序星 飛馬座51 的行星 28 這發現開展了當代的系外行星發現 先進的科技 特別是高解像度的光譜學 大大加速了新系外行星的發現 這些新發展讓天文學家可以憑行星對母星的重力影響間接偵測到系外行星的存在 亦有行星因為經過母星前面導致母星光度減弱而被發現 截至2013年10月30日 人類一共發現了1031個系外行星 13 包括一些在早前已被發現但一度被外界否定 卻在後期才被證實的 如巴納德星的行星 當中很多都是由傑佛瑞 馬西的隊伍在加州大學的里克天文台和凱克天文台發現 現已發現了二十個擁有超過一個行星的星系 最早發現的一個為仙女座y行星系統 另外亦有四個行星圍繞兩個脈衝星的情況 經紅外線觀測恆星盤亦顯示在一些行星系統中也存在著數以百萬計的彗星 檢測的方法 编辑主条目 系外行星偵測法 由威尔逊山天文台1 5米望遠鏡上的旋風星冕儀 Vortex coronograph 拍攝HR 8799 飛馬座V342 的三顆行星影像 相較於母恆星 行星是非常暗淡的 在可見光的波長 它們通常只有母恆星百萬分之一的亮度 這種微弱的光源是很難檢測到的 而且母恆星的眩光往往會掩蓋掉行星的微光 有必要遮擋掉母恆星的光芒以減少眩光 才能從地球上觀測到 這樣做是對在技術上是很大的挑戰 29 所有直接獲得影像的系外行星不僅都很大 質量比木星大 而且離母恆星也很遠 它們大多數還很熱 因此他們發出激烈的紅外線輻射 獲得的紅外線影像會比可見光影像更為明亮 雖然目前絕大多數的太陽系外行星只能以間接的方法檢測出來 但直接影像法在將來可能成為最重要的方法 下列是已經被證實非常有用的間接方法 徑向速度或都卜勒法當一顆行星繞著恆星公轉 恆星也會繞著質量中心在自己小小的軌道上移動 恆星徑向速度的變化 就是它遠離或接近地球的速度 可以從因為都卜勒效應造成在譜線上的變化檢測出來 極小的速度變化 即使小到1m s甚至更小 都可以看得出來 30 這是目前發現系外行星最有生產力成效的方法 它擁有的優點是適合各種性質的恆星 而缺點則是無法確知行星的質量 只能知道行星質量的下限 但是 如果可以從恆星的徑向速度區分出行星本身的徑向速度 就可以測量出行星真正的質量 31 還有一個限制是需要高信噪比 因此目前的技術只能檢測出距離160光年以內的系外行星 徑向速度法也用作確認凌日法的結果 一同運用則有助於估計行星的真實質量 利用凌日法偵測系外行星 下方的線圖代表不同時間地球所接收到的光量 凌日法如果一顆行星從母恆星的前方經過 凌 則觀測者會觀測到恆星的亮度會像滴了顆淚珠般下降了一點點 變暗的數值取決於行星的大小 恆星的大小 還有其它的因素等等 雖然他有大量的假陽性反應 而有必要做進一步的確認 但它依然是發現系外行星第二有成效的方法 凌日法可以提供行星半徑的資訊 有時它還能夠透過光譜研究行星的大氣層 配合徑向速度法 還可以提供更多的行星資訊 凌日時間變分法 source source source source source source source source source source source source 動畫顯示系統內行星 1和行星 2在凌日時間上的差異 創建者 NASA 克卜勒任務 當存在著多顆行星時 相互之間對其它的軌道會有微小的攝動 一顆行星凌日週期的小變化可以指示另一顆行星的存在 而無關乎這顆行星是否會凌日 例如 系外行星WASP 3b凌日週期的微小變化 顯示這個系統有另外一顆行星存在 即不會凌日的WASP 3c 32 如果一個系統存在著多顆凌日的行星 也可以利用這種方法確認它們的存在 33 這種方法的另外一種形式 是測量聯星的食 可以揭露環繞這兩顆恆星外側的行星 在2011年11月 就用這種方法發現了5顆行星重力微透鏡當恆星的重力場產生像透鏡一樣的微透鏡 會放大遙遠背景恆星的光 環繞著恆星的行星會導致探測到的恆星光度會隨著時間的推移產生異常的放大 截至2011年6月 這種方法的結果只檢測到13次 但是這種方法的優點是對距離母恆星遙遠的行星非常敏感 天體測量天體測量包括精確測量恆星在天空中的位置 和觀察隨著時間推移的位置變化 由於行星的重力影響造成的恆星運動或許可以觀察得到 因為這種移動是非常的小 因此這種方法還不是很有成效 它只產生了幾個有爭議的檢測 然而它還是成功的用於調查以其他方式發現的行星的屬性 脈衝星計時法 编辑 畫家筆下的脈衝星PSR B1257 12行星系統 脈衝星是超新星爆炸後留下來超高密度的中子星 隨著自轉 脈衝星發出極為有規律的電磁波脈衝 因此脈衝的輕微異常能顯示脈衝星的移動 和其它星體一樣 脈衝星亦會受其行星影響而運動 故此計算其脈衝變動便可估計其行星的性質 34 這方法最初並非設計來偵測系外行星 但其敏感度是各方法之中最高 足以偵測到質量只有地球十分之一的行星 脈衝星計時法亦可以偵測到行星系統內相互的重力擾動 故此可以得到更多有關行星及其軌道的資料 然而因為脈衝星比較罕有 所以亦難以用這方法發現大量行星 而且因為脈衝星附近有極強的高能量輻射 生命似乎難以生存 1992年亞歷山大 沃爾茲森便是利用了這個方法發現了PSR B1257 12的行星 而且被迅速確認 成為首個被確認的系外行星系統 12 恆星盤法 编辑 畫家筆下織女星附近兩顆冥王星大小的矮行星碰撞的情景 很多恆星都被塵埃組成的恆星盤包圍 這些塵埃吸收了恆星的光再放出紅外線 因此可以被觀測 即使塵埃的總質量還不及地球 它們的總表面積仍足反映到可觀測的紅外線 35 哈伯太空望遠鏡可以通過其近紅外線攝影機和多物體光譜儀觀測這些塵埃 而史匹哲太空望遠鏡可以接收更廣闊的紅外線光譜以得到更佳的影象 在太陽系附近的恆星之中 已有超過15 被發現有塵埃盤 36 一般相信這些塵埃是由彗星或小行星碰撞中形成 而在恆星的輻射壓力下 很快便會把塵埃推至星際空間 故此偵測到塵埃盤便代表恆星附近有不斷的碰撞以補充失散的塵埃 是恆星擁有彗星或小行星的間接證據 36 例如鯨魚座t附近的塵埃盤便顯示這恆星擁有比太陽系多出十倍以上 類似凱伯帶中的物體 35 在一些情況下塵埃盤可以顯示有行星的存在 有些塵埃盤中間有空洞或形成團狀 都可能表示有行星在 清理 其軌道或塵埃受到行星引力影響而結集 在波江座e便發現了有這兩種特質的塵埃盤 意味著當中可能有一個軌道半徑達40天文單位的行星 通過視向速度法 亦發現了另一個軌道較細的行星 37 直接攝影 编辑 2M1207 藍色 及其行星2M1207b 因為行星相比於其母星都是非常暗淡的 所以一般都會被母星的光掩蓋 故此要直接發現系外行星幾乎是不可能的 但在一些特殊情況 現代的望遠鏡亦可以直接得到系外行星的影象 例如行星體積特別大 明顯地大於木星 與母星有一段較大距離 以及較為年輕 故此溫度較高而放出強烈的紅外線 豺狼座GQ及可能為行星的豺狼座GQb 在2004年7月 天文學家們利用歐洲南天文台的甚大望遠鏡陣列在智利拍攝到棕矮星2M1207及其行星2M1207b 38 在2005年12月 2M1207b的行星身分被證實 39 估計這系外行星質量比木星高幾倍 而且軌道半徑大於40天文單位 直至2006年9月為止這是唯一被直接拍攝到而且被確認的系外行星 当時還有另外三個疑似系外行星被拍攝到 包括豺狼座GQb AB Pictoris b 及SCR 1845 b 40 截至2006年3月 當中未有任何一個被證實為行星 相反地 它們可能是小型的棕矮星 41 42 2008年5月 加州大学伯克利分校的天文学家Paul Kalas从哈勃太空望远镜所拍照片中找到了到北落师门的一颗行星北落师门b 这是该望远镜首次直接拍摄到太阳系外行星 其亮度只有北落师门的10亿分之一 發展中的觀察方法 编辑數項計劃中的太空任務已配備一些上述的偵測方法 在太空進行偵測可以得到更高的敏感度 因為避免了地球大氣層擾動影響 以及探測到不能穿透大氣層的紅外線 預期這些太空探測器可以偵測到和地球類似的行星 類地行星發現者 歐洲太空總署的對流旋轉和行星橫越計劃以及美國太空總署的克卜勒任務均會使用凌日法 COROT可以偵測到略為大於地球的行星 而克卜勒太空望遠鏡更有能力偵測到比地球更小的行星 預期克卜勒太空望遠鏡亦有能力探測到小軌道大型行星的反光 但不足以構成影像 正如月球的月相一樣 這些反光會隨時間而增加或減少 分析這些數據甚至可以顯示其大氣內的物質分佈 透過這方法Kepler可以找到更多未被發現的系外行星 43 美國太空總署計劃在2014年發射的太空干涉測量任務將使用天體測量法在鄰近恆星之中尋找類似地球的行星 歐洲太空總署的達爾文計畫 Darwin 探測器及美國太空總署的類地行星發現者 1 則會嘗試直接拍攝系外行星的照片 最近被提議的新世界任務更有遮光設備以阻擋恆星的光芒 容許天文學家直接觀察到暗淡的系外行星 2006年2月2日 美國太空總署宣佈因為財政理由要無限期擱置TPF計劃 44 2006年6月 美國眾議院的撥款委員會恢復部分撥款 讓計劃最少可進行至2007年 45 12月27日 COROT卫星升空 46 美國的開普勒太空望遠鏡在2009年3月6日發射 47 定義 编辑主条目 行星定義 根據國際天文聯會的 行星 定義 行星必須圍繞一顆恆星 48 然而此定義僅適用於太陽系內的行星 所有的太陽系外行星被排除在外 49 為此2001年國際天文聯會針對太陽系外行星作以下定義 2003年有修訂 50 物體的真實質量在能進行氘聚變的熱核反應極限之下 目前的計算相當於是13個木星質量的太陽系物質 環繞著恆星的天體是行星 不考量形成的方式 最低的外太陽系行星質量 尺寸應該等同於太陽系內的行星 次恆星的真實質量應該在能進行氘聚變的熱核反應極限之上 無論是如何形成或位於何處 稱為棕矮星 在年輕星團中的自由天體 質量低於氘聚變極限之下的不是行星 但歸類為次棕矮星 也可以是其他任何被認可的名稱 命名 编辑此條目需要更新 2019年2月7日 請更新本文以反映近況和新增内容 完成修改時 請移除本模板 系外行星命名是在母星名字後加上一個小寫英文字母 在一個行星系統內首個發現的行星將加上 b 如飛馬座51b 而隨後發現的則依次序為飛馬座51c 飛馬座51d等 不使用 a 的原因是因為可被解釋為母星本身 字母的排列只按發現先後決定 因此在格利泽876系統內最新發現的Gliese 876 d卻是系統內已知軌道最小的一個行星 在飛馬座51b於1995年被發現前 系外行星有不同的命名方法 最早被發現的PSR B1257 12行星以大寫字母命名 分別為PSR 1257 12 B及PSR 1257 12 C 隨後發現了一個更為接近母星的行星時 卻命名為1257 12 D而不是A 一些系外行星也有非正式的外號 例如HD 209458 b又稱歐西里斯 2019年國際天文聯合會百周年慶 開放了百餘個系外行星給112國以公眾投票方式加以命名 共計獲36萬個命名提案 42萬人投票 页面存档备份 存于互联网档案馆 授予臺灣命名的系外行星 恆星系統獲名為 水沙連 麗 原科學編號為HD1000665 香港將他們的系外行星和母恆星名稱取為 太平山 獅子山 中國則是 望舒 页面存档备份 存于互联网档案馆 羲和 页面存档备份 存于互联网档案馆 一般性質 编辑 截至2004年8月31日 所有以視向速度法 藍點 凌日法 紅點 和重力微透鏡法 黃點 所發現的系外行星 同時亦顯示了太空和地面儀器的偵測極限 大部分已知的系外行星都是圍繞和太陽類似的恆星 即恆星光譜為F G或K的主序星 原因之一是搜尋計劃都傾向集中研究這類恆星 即使考慮到這點 統計分析亦顯示低質量恆星 恆星光譜為M的紅矮星 一般較少擁有行星或只有低質量行星 51 所有恆星成分都以最輕的氫和氦為主 但亦有小量較重的原素如鐵 天文學家以此描述恆星的金屬性 較高金屬性的恆星通常擁有較多行星 而且行星亦傾向有較高質量 52 絕大部分已知的系外行星都是高質量的 當中90 是超過地球的10倍 很多亦明顯比太陽系最重的木星為高 然而這只是一種觀測上的選擇性偏差 因為所有偵測方法都利於尋找高質量行星 這種偏差令統計分析難以進行 但似乎低質量行星實際上比高質量的更為普遍 因為在困難的情況下天文學家仍能發現一些只比地球質量高數倍的行星 顯示它們在宇宙中應甚為普遍 52 已知的系外行星中 相信絕大部分有大量氣體 如太陽系中的巨行星一樣 但這只有經凌日法方可證實 53 部分小型的行星被懷疑由岩石構成 類似地球和其它太陽系內行星 54 很多系外行星的軌道都比太陽系的行星要小 但這同樣是因為觀測限制帶來的選擇性偏差 因為視向速度法對小軌道的行星最為敏感 天文學家最初對這種現象很疑惑 但現在已清楚大部分系外行星 或大部分高質量行星 都有很大的軌道 相信在大部分行星系統中 都有一或兩個大型行星的軌道半徑類似木星和土星的軌道 軌道離心率是用作形容軌道的橢圓程度 大部分已知的系外行星軌道都有較高的離心率 這並非選擇性偏差 因為偵測的難易程度和軌道離心率沒有太大的關係 這種現象仍是一個謎 因為現時有關行星形成的理論都指軌道應是接近圓形的 這亦顯示太陽系可能是不平常的 因為當中所有行星軌道基本上都是接近圓型的 52 有關系外行星仍有不少未解之謎 例如它們的詳細成分和衛星的普遍性 其實最有趣的問題之一是這些系外行星能否支持生命的存在 一些行星的確是處於生命適居的範圍內 條件可能和地球類似 這些行星大都是類似木星的巨型行星 若它們擁有大型的衛星便是最有機會孕育生命的地方 然而即使生命在宇宙間普遍存在 若他們並非有高度文明 以星際距離之遠實難以在可預見的時間內發現 值得注意的系外行星 编辑在系外行星研究歷史上有不少里程碑 1992年沃爾茲森及弗雷首次在 自然 發表發現系外行星的報告 12 顯示脈衝星PSR B1257 12擁有行星 脈衝星行星的發現仍被認為是不尋常的事 飛馬座51b是首個發現的主序星行星 由米歇爾 麥耶及戴狄爾 魁若茲於1995年10月6日在 自然 發表 28 天文學家最初都對這個 熱木星 即小軌道大質量的氣體行星 感到驚訝 但很快便發現更多類似的行星 自此以後 值得注意的發現包括 1996年 编辑 大熊座47b 為第一顆發現圍繞主序星運轉的長周期行星 軌道距離母星有2 14天文單位 環繞週期為1095 0 2 9地球日 質量為2 62倍木星質量 唯一與大部分長周期行星不同的是 其軌道離心率為0 正圓形軌道 55 1998年 编辑 格利澤876b 為環繞葛利斯876恆星的三顆類地行星中最大的一顆行星 體積為木星的兩倍 56 1999年 编辑 仙女座y 4月 天文學家公佈第一次在太陽系外發現有多顆行星環繞的行星系統 該行星系統以3顆類木行星所組成 為仙女座的成員之一 亮度為4星等 用肉眼即可觀察到 57 HD 209458 b 該行星最初是用徑向速度法發現 後來成為第一個被觀測到凌日的系外行星 凌日觀測證實了此天體的行星身分 58 2001年 编辑 HD 209458 b 利用哈伯太空望遠鏡 天文學家發現了HD 209458 b的大氣層含有的鈉比預期低 顯示雲層遮蔽了低層的大氣 59 畫家筆下的脈衝星行星PSR B1620 26c 2002年 编辑 天龙座ib 為天文學家發現第一顆環繞巨星的行星 母星為K型巨星左樞 天龙座i 且離心率較高 比地球多了27 5 60 2003年 编辑 PSR B1620 26c Steinn Sigurdsson及其研究隊伍分析了哈伯太空望遠鏡得到的資料 證實了PSR B1620 26c這個已知最古老的系外行星 估計有125億年 這行星位於離地球5600光年的天蠍座M4星團 質量為木星的兩倍 是唯一已知圍繞雙星的行星 母星分別為脈衝星和白矮星 61 2004年 编辑 天壇座md 8月歐洲南天文台的高精度徑向速度行星搜索器發現了天壇座m的一顆質量約為地球14倍的行星天壇座md 為截至2006年9月已知質量第三低的主序星行星 而且可能是首個太陽系以外的主序星的類地行星 62 2M1207b 為第一顆以直接攝影法發現的行星 也是首顆環繞棕矮星的行星 母星為棕矮星2M1207 質量估計為3到10倍的木星質量 與恆星的距離約為41AU 相當於太陽與冥王星之間的距離 63 2M1207b為一顆氣態巨行星 表面平均溫度為1 600K 攝氏1 300度 因此被認定為無生命存在之行星 64 2005年 编辑 葛利斯876d 紅矮星Gliese 876的第三個行星Gliese 876 d於6月被天文學家發現 其質量約只有地球7 5倍 是已知第二低的系外主序星行星 而且幾乎可以肯定這行星由岩石組成 其軌道半徑只有0 021天文單位 公轉週期為1 94日 65 HD 149026b 天文學家7月發現的HD 149026 b的核心質量為地球質量70倍 佔其總質量的三分之二 是已知擁有最大核心的行星 66 畫家筆下的HD 188753 Ab的虛搆衛星上的三重日落 HD 188753 Ab 天文學學7月宣佈發現一個約在149光年的三星系統 黃 橙 紅色 中的行星HD 188753 Ab 對現今的行星形成理論造成挑戰 67 68 這是一個略為大於木星的氣體行星 圍繞天鵝座HD 188753系統的主星公轉 故稱為HD 188753 Ab 公轉週期為3 3日 軌道半徑約十二分之一天文單位 另外兩個恆星互相旋轉週期為156日 並同時以25 7年週期繞著主星公轉 和主星距離約為土星與天皇星軌道半徑之間 這兩個恆星對主流的熱木星形成理論造成挑戰 這理論指大型氣體行星在一個較遠的距離形成 然後以未知的機制轉移到星系內圍 然而兩個恆星的存在使這個理論不適用 因為它們會妨礙外圍行星的形成 畫家筆下的系外行星OGLE 2005 BLG 390Lb 2006年 编辑 OGLE 2005 BLG 390Lb 天文學家1月25日公佈了OGLE 2005 BLG 390Lb的發現 這行星約在21 500光年以外的銀河系中心 以重力微透鏡法發現 質量估計為地球5 5倍 表面溫度只有攝氏 220º 是已知質量最低 距離最遠 亦可能是最冷的主序星系外行星 在此以前發現的低質量行星都只有很小的軌道 而OGLE 2005 BLG 390Lb的軌道半徑則估計有2 6天文單位 69 70 HAT P 1b 利用一個稱為 HAT 的自動小型望遠鏡網絡 哈佛 史密松天体物理中心的天文學家發現了一個系外行星HAT P 1b 其母星為450光年之外位於蠍虎座的一個雙星系統中的其中一個恆星 行星半徑為木星的1 38倍而密度只有木星的一半 是已知密度最低的行星 現時仍不清楚這行星如何形成 但相信這類低密度行星 包括HD 209458 b 會有助了解行星形成的過程 哈佛 史密松天体物理中心的Robert Noyes說 我們不能不說發現HD 209458 b是一件僥倖的事 這個新發現提示了我們有關行星形成理論中遺漏的東西 71 2009年 编辑 柯洛7b 2月3日 歐洲南方天文台宣布已發現環繞恆星柯洛7的系外行星COROT 7b 主導此發現的柯洛計畫表示因與母星的距離不到0 02個天文單位 所以軌道周期只有20個小時 為目前發現中軌道周期最短的系外行星 72 另該行星的直徑只有地球的1 7倍 但質量卻有地球的5 6 11倍 73 因此可能為岩石行星 然而離母星太近 該行星的表面溫度可能達1000 1500 C 所以有人認為該行星是由等量的水蒸氣和岩石所構成 74 格利泽581e 在4月21日 歐洲南方天文台的天文學家宣布發現環繞Gliese 581的第4顆行星 距離母星小於0 03個天文單位 質量只有地球的1 9倍 迄2010年一月仍是迄今發現最小 質量最接近地球 環繞著主序星的系外行星 75 30顆新行星 在10月19日 宣布使用徑向速度法新發現了30顆行星 2009年10月也是在一個月內發現最多行星的月份 打破了2002年6月和2009年8月發現17顆系外行星的記錄 室女座61和HD 1461 在12月14日 發現三顆行星 其中一顆是超級地球 另外兩顆質量與海王星相當的大行星 此外還發現一顆超級地球和兩顆未經證實行星環繞著HD 1461 這些發現顯示在周圍鄰近的恆星發現低質量恆星的環繞軌道是很平常的 室女61是第一顆有超級地球環繞的類太陽恆星 76 GJ 1214 b 天文學家在12月16日 用凌日法發現一顆超級地球 經由質量和半徑測量得到的密度 天文學家認為這顆行星可能是一顆75 是水 25 是岩石構成的海洋行星 在這顆行星上的一些水應該是以異於尋常的冰七型態存在 這是MEarth計劃發現得第一顆系外行星 這個計畫利用凌日法發現經過M 型恆星前方的超級地球 77 2010年 编辑 格利泽581g 天文學家發現迄今最像地球的一個太陽系外行星 它位於恒星系統的適居帶內 可能適合生命存在 這個類地球行星是一個多岩石的星球 位於天秤座 距離地球約20光年 克卜勒9 第一個使用凌日法發現多顆系外行星的恆星 78 目前該恆星旁已發現三顆行星 HIP 13044b 在其他星系形成的行星 原屬星系已被銀河系併吞 距離地球約2000光年 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 但是后续的研究表明之前的观测存在误差 实际上该行星并不存在 89 2011年 编辑 開普勒11 Kepler 11 2月2日公布以凌日法發現至少有6顆行星 90 1235個行星候選天體 天文學家2月2日公佈開普勒太空望遠鏡發現有1235個行星候選天體 其中54個可能位於適居帶 91 92 MOA 2009 BLG 387Lb 在2011年2月21日被公佈 利用微引力透鏡方法發現的系外行星 93 開普勒16b 天文學家9月15日公布 是首個環繞聯星系統的系外行星 94 克卜勒20 有5顆行星的行星系 其中的克卜勒20e和克卜勒20f是首次發現體積與地球相若的行星 95 克卜勒22b 天文學家12月5日公布 是克卜勒太空望遠鏡發現第一個位於類太陽恆星適居帶的太陽系外行星 2012年 编辑 HIP 11952 是已知擁有系外行星的恆星中年代最久的恆星 已發現兩顆氣體巨行星 96 但在2013年 根据由HARPS N提供的高精度数据 证实HIP 11952并不拥有行星 97 克卜勒47 是第一個擁有超過一顆以上環聯星運轉行星的聯星系統 98 半人馬座a Bb 2012年10月16日發現至今最近的系外行星 距離地球僅4 37光年 母恆星南門二B 99 參考文獻 编辑 Planet Population is Plentiful ESO Press Release 2012 01 13 原始内容存档于2012 01 13 2 0 2 1 Claven Whitney Billions and Billions of Planets NASA 2013 01 03 2013 01 03 原始内容存档于2013 01 26 3 0 3 1 Staff 100 Billion Alien Planets Fill Our Milky Way Galaxy Study Space com 英语 Space com 2013 01 02 2013 01 03 原始内容存档于2013 01 03 4 0 4 1 Cassan A Kubas D Beaulieu J P Dominik M Horne K Greenhill J Wambsganss J Menzies J Williams A One or more bound planets per Milky Way star from microlensing observations Nature 2012 01 481 7380 167 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