罗斯威尔事件只能算是我们外星人搜寻史话中的“野史”,还是让我们回到“正史”上来吧,真正的科学史一定是由科学家们创造的。
1995年终于来了,世界上的天文迷们为这一年等待了几十年,它注定要成为外星人搜寻历史上最重要的年份之一。以至于很多年以后,人们还会津津乐道地谈论这一年的天文发现。这一年,在寻找太阳系外行星的事业上有了重大的进展。
我们先来回顾一下本书第七节讲到的“天体测量法”寻找系外行星的内容,虽然我们无法在望远镜中直接看到系外行星,但是我们可以通过观测恒星有规律的“抖动”来推测这颗恒星被一颗行星环绕。但这个方法确是一个典型的知易行难之事,我打过一个比喻,这就好像是坐在游乐场的“咖啡杯”里面观察远在几公里外的一盏小小的灯泡的微弱抖动。
但“天体测量法”却有着开创性意义,它为天文学家们打开了一个崭新的思路。在这个基础上,天文学家们又发展了一种被称为“视向速度法”的观测方法。
我们已经知道恒星周围如果有行星,那么这颗恒星就会围绕它们的共同质心旋转。现在想象一下你站在一个很大的广场上,远远的有一个人在原地兜圈子,从你的角度望过去,你会发现这个人时而远离你,时而靠近你,我们把他相对于你视线方向的速度称为“视向速度”。假设一颗恒星是在做着圆周运动,那么如果我们用视向速度作为Y轴,用时间作为X轴,那么画出图来就会是像下面这样的一个正弦曲线:
图1-25 恒星的视向速度是正弦曲线
知道这个曲线有什么用呢?既然第一个办法都无法观测到抖动,难道还有办法测量出视向速度不成?别急,所以说科学家就是聪明,他们总是能想到一些我们想不到的东西。首先你回想一下,你有没有站在铁路边上看火车疾驰而过的经验?当一列火车从远处驶来,发出鸣叫时,你会听到鸣叫声的音调会升高;然后从你身边驶过后,又会降低(注意我这里说的是音调,不是音量)。这是因为声音是一种波,当波源向你飞速靠近时,它的频率会变高,反之则变低,这个现象以它的发现者名字命名,叫做“多普勒效应”。如果恒星也能像火车一样发出鸣叫声,那就好办了,我们只要竖起耳朵听一下音调的变化就大致知道了恒星的速度变化。遗憾的是,这该死的恒星它不会叫啊。幸好,恒星会发出很强烈的光,光也是一种波,同样会产生多普勒效应,当一颗恒星跟你之间有视向速度时,光波的频率就会忽而变高,忽而变低。光的不同频率对应着光的不同颜色,就像彩虹,一边是红色,一边是蓝色,当光的频率变低时,颜色就会朝着红色端移动,我们称之为“多普勒红移现象”;反之就朝着蓝色端移动,称之为“多普勒蓝移现象”。现在假设一颗恒星有视向速度,我们就可以用灵敏的光谱仪来测量到多普勒效应,如果我们发现这颗恒星发出的光频率的变化恰好符合上面的正弦曲线图,那么我们就可以推断出这颗恒星在原地兜圈子,那恒星为什么会原地兜圈子呢?想来想去,除了它周围有一颗行星围绕着旋转以外,也想不出第二个解释了。因此,只要找到了产生视向速度的恒星,也就相当于找到了行星存在的证据。
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