系外行星終獲諾獎 人類在宇宙中真的孤獨嗎_風聞

2019年諾貝爾物理學獎已經公佈，今年的獎項頒給了在宇宙學和系外行星領域深耕的三位天文學家：詹姆斯·皮布爾斯（James Peebles）、米歇爾·馬約爾（Michel G. E. Mayor）和迪迪埃·奎洛茲（Didier Queloz）。宇宙學和系外行星都是當前天文學中最具熱點和前沿的研究領域，今天我們來説一説發現第一顆圍繞類太陽恆星運行的系外行星的兩位獲獎者馬約爾和奎洛茲，以及他們的研究。

1995 年 10 月，馬約爾和奎洛茲宣佈在類太陽星周圍發現了一顆太陽系之外的行星，即系外行星。它位於我們所處的銀河系中飛馬座51b（51 Pegasi b）。這是一顆氣態行星，軌道週期為4.2天。因為質量木星相當，被稱為類木行星。米歇爾和奎洛茲因為這一發現獲得2019年的諾貝爾物理學獎，與從事物理宇宙學理論研究的詹姆斯·皮布爾斯平分秋色。

為什麼觀測到一顆星就可以得諾獎？

其實，早在1992年天文學家就發現了第一顆系外行星，但為什麼諾貝爾物理學獎仍然會發給馬約爾和奎洛茲呢？原因要從兩方面説起。

首先是1992年發現的主星是脈衝星，因其極其特殊的環境使得它周圍存在系外生命的可能性基本為零，所以未引起公眾的關注。而1995年馬約爾和奎洛茲發現的這顆是圍繞在類太陽星周圍，這滿足了人們期望在太陽系外尋找另一個“地球”的想象。

千百年來人們一直有個疑問：人類在宇宙中是不是孤獨存在的。這次發現為系外生命的搜尋邁出了堅定的一步，打開了人類進行系外生命探測的大門，是一個里程碑式的進展。因此，人們往往會把“人類發現的第一顆系外行星”這一殊榮落到飛馬座51b的頭上，但是準確地説，飛馬座51b是人類發現的第一顆圍繞類太陽恆星運行的系外行星。

視向速度方法示意圖

飛馬座51b發現的意義

之前人們對行星的傳統觀念和認識僅侷限於太陽系內八大行星，1995年馬約爾和奎洛茲的發現為人們打開了一個新的領域。此後的二十多年，天文學家共發現了 4000 多顆系外行星，它們有着各種各樣的軌道、週期等，差異之大令人難以置信，多種多樣系外行星的發現也挑戰了人們對於行星系統的傳統觀念。

我們最終的目標是發現一個或者多個可供人類居住的“地球”，為將來人類進行星際移民尋找目標，以及尋找宇宙中是否還有其他生命和地外文明存在。

宜居帶示意圖

中國在系外行星領域的研究進展

1995年第一顆在類太陽星周圍發現的系外行星開闢了人類探測系外行星的新紀元。歐美髮達國家在這一領域投入大量經費，也吸引了大批研究人員。在茫茫宇宙中探索太陽系外行星、進而探索系外生命和系外文明這一重要天文研究領域不能缺少中國人的身影。

中國科學院國家天文台趙剛研究員領導的研究小組，在國內率先利用國家天文台2.16米望遠鏡開展系外行星進行搜尋，並於2008年在中國探測到第一顆太陽系外行星，開啓了中國天文工作者利用自己的觀測設備搜尋系外行星的探索和研究。利用2.16米高分辨率光纖光譜儀及激光頻率梳定標完成後，新的探測手段預期探測精度可以達到好於1m/s的水平，可以探測到超級地球乃至類地行星，從而躋身利用視向速度方法探測系外行星的世界先進水平。

作者簡介

劉玉娟，中國科學院國家天文台星雲計劃研究員，從事系外行星搜尋領域多年。於2008年發現第一顆利用中國自主設備探測的太陽系外行星，第一次開啓了中國天文工作者利用自己的觀測設備搜尋系外行星的探索和研究。