天文學家用什麼方法來探測行星

天體測量學是精確跟蹤恆星在天空中的軌跡以確定被其引力拖曳的行星的位置的過程。 這與徑向速度法的原理相似，只是天體測量不涉及恆星光中的都卜勒頻移。

這是人類太空探索“技術庫”中增加的一種新手段。 作為一種新的研究方法，它指導天文學家關注行星運動引起的恆星亮度變化，行星運動的引力會引起相對論效應，導致構成光的光子以能量的形式“堆積”並集中在恆星運動的方向上。

這種方法對於發現圍繞脈衝星執行的行星特別有用。 脈衝星是由恆星消亡後的殘餘物形成的極其密集的恆星。 它在高速旋轉時會發出強烈的脈衝——而且由於脈衝星的旋轉本質上是穩定的，因此這種輻射因其旋轉而非常有規律。

這種方法最大的特點叫做“不言自明”——不需要複雜的計算，只需用強大的望遠鏡直接拿到遙遠星球的“護照”，也得到它的“行星護照”——包含行星的光度、溫度、大氣和軌道資訊。

引力透鏡是科學家通過觀察一顆巨大的恆星從地球經過恆星正面時發生的現象來尋找行星的一種方法。 這是唯一能夠探測普通主序星周圍地球大小的行星的方法。

這是迄今為止確認行星的最有效的方法。

徑向速度法發現的線索是母星相對於地球遠近運動時，衛星行星影響引起的微小波動。 雖然變化很小，但使用現代光譜儀可以檢測到低至 1 公尺秒的速度變化。 這種方法通常被稱為“都卜勒效應”，因為它測量恆星光的引力阻力的變化。

凌日的基本原理是觀察行星穿過或穿過其表面時恆星亮度的細微變化。 它的優點是可以從光曲線確定行星的大小。

一般採用掩星法，當行星經過恆星時，恆星的光度會降低，通過檢測和分析這種光度變化來判斷行星。

另一種不太常見的是利用行星繞軌道執行，在其宿主恆星的光譜中產生規則的都卜勒效應。

不包括出埃及檢測方法（標準模型方法）。 探測系外行星的方法：天體測量。

最早用於搜尋系外行星的方法是通過精確測量恆星的軌跡來確定被扳機力拖曳的行星的位置。 天體測量方法的優點是可以更準確地計算行進恆星的質量，並且對大軌道上的行星特別敏感。

然而，這種方法所需的精度非常高，需要數年甚至數十年的觀察才能確認結果。 HD176051b於2010年10月被發現，是迄今為止唯一一顆被天體測量發現證實的系外行星。

然而，人們寄希望於2013年12月發射歐洲航天局的蓋亞空間天體測量衛星專案。 不久前，該專案公布了第二批科學資料。 蓋亞已經測量了超過10億顆恆星的亮度、光譜特徵、三維位置和運動，並建立了迄今為止最精確的銀河系三維星圖。

研究人員估計，新的天體測量有望幫助他們找到數以萬計的新系外行星。

以下是探測方法：

1.天體測量。

天體測量是尋找系外行星的最早方法。 這種方法是精確測量恆星在天空中的位置，並觀察該位置如何隨時間變化。

如果恆星有一顆行星，行星的引力將導致恆星在乙個微小的圓形軌道上移動。 這樣，恆星和行星圍繞它們共同的質心（雙體問題）旋轉。 由於恆星的質量比行星大得多，因此它的軌道比行星小得多。

2.徑向速度法。

與天體測量學類似，徑向速度利用了恆星在行星引力的影響下在微小的圓形軌道上移動的事實，但目標是測量恆星向地球移動或離開地球的速度。 根據都卜勒效應，恆星的徑向速度可以從恆星光譜線的運動中推斷出來。

3. 脈衝星定時。

脈衝星是超新星之後仍然存在的超高密度中子星**。 當脈衝星旋轉時，它們會發出非常有規律的電磁脈衝，因此脈衝中的輕微異常可以顯示脈衝星的運動。 像其他行星一樣，脈衝星在其行星的影響下移動，因此可以通過計算它們的脈衝變化來估計其行星的性質。

4.過境方式。

系外行星的質量可以用上述方法估算，行星的直徑可以通過凌日規則來估算。 當一顆行星經過其母星和地球之間（即凌日）時，從地球上可見的母星的光度會略有下降。 光度退化的程度與母星和行星的大小有關，例如，在HD 209458光度降低。

5.重力微透鏡法。

引力透鏡是一種引力透鏡，其中一顆恆星的引力場導致另一顆遙遠恆星的光路發生變化，從而產生類似透鏡的放大效應，只有當兩顆恆星和地球幾乎在一條直線上時才會發生。

由於地球和恆星的相對位置在不斷變化，這種透鏡事件只持續幾天到幾周。 在過去的十年中，已經觀察到了1000多種引力微透鏡現象。

6.恆星盤法。

許多恆星被恆星塵埃盤包圍，塵埃吸收恆星的光並發射紅外線，因此可以觀察到。 即使塵埃的總質量小於地球的質量。

它們的總表面積仍然足以反射可觀察到的紅外光。 哈伯太空望遠鏡可以通過其近紅外相機和多目標光譜儀觀測這種塵埃，而斯皮策太空望遠鏡可以接收更寬的紅外光譜以獲得更好的影象。 太陽系附近超過15%的恆星被發現有塵埃盤。

7.直接攝影。

因為行星與它們的母星相比非常微弱，它們通常被母星的光遮擋，所以幾乎不可能直接找到系外行星。 但在某些特殊情況下。

現代望遠鏡還可以直接獲得系外行星的影象，例如那些非常大（比木星大得多），與母行星距離較遠且相對年輕的行星（因此溫度較高並發出強烈的紅外線）的系外行星。

水星：水手10號，信使。

金星：幾十個。

火星：幾十個。

土星：先驅者11號、旅行者1號、旅行者2號、卡西尼號。

木星：先驅者10號、先驅者11號、旅行者1號、旅行者2號、伽利略號、朱諾號。

天王星：旅行者2號。

海王星：旅行者2號。

冥王星：新視野號。