太阳系以外的行星 [搜寻太阳系外行星的方法]

　　人类对于太阳系外行星探测与研究的兴趣和热情逐渐高涨，投入也逐年加大。据非官方统计，目前世界科技发达国家如欧美在天文学领域大约有1/3的财力、物力和人才投入到这个领域，探索这些神秘的"新世界"（The New World）也成为美国下一个十年重点发展的天文学研究项目之一。在这样的大背景下，我们如能利用力所能及的条件，开展一些可行的太阳系外行星的探测与性质研究，无疑是很有意义和价值的。
　　探测新的太阳系外行星并研究其重要物理性质如质量、半径、密度、轨道特征等的技术方法主要有以下几种：
　　1.天体测量法
　　天体测量法是搜寻系外行星最早期的方法。在双星系统中，两星围绕着共同的质心转动，每颗星的轨迹都是周期性的。如果双星中一颗恒星很亮，而另一颗伴星太暗难以观测，那么我们可以用观测到的亮星的周期性摆动轨迹的天体测量资料，利用牛顿的引力定律和开普勒定律来推算出暗伴星的轨道及质量。如果由摆动轨迹推算出伴星的质量远小于恒星的质量下限，那么这颗暗伴星就很可能是行星。这种方法虽然原理简单，但由于恒星位置的摆动太过微小，实际观测是非常困难的。所以这种方法更适于离我们更近的、轨道面近于垂直视线且轨道半径大的恒星-行星系统。
　　2.直接摄像法
　　顾名思义，直接摄像法即从行星反射其主恒星的光来观测行星，利用大口径或空间望远镜高分辨率高对比度成像仪及星冕仪对太阳系外行星进行直接成像。但由于行星比其环绕的主恒星暗得多而不容易观测，且由于恒星-行星视角距很小而难于分辨。难度很高，中小口径望远镜无法实现。
　　3.视向速度法
　　如果双星的轨道面并不垂直于我们的视线，而是呈一定角度，由于两颗恒星围绕公共质心旋转且位于公共质心的两侧，当它们依次周期性地向我们走进和走远.由于多普勒效应，当一颗恒星向我们走近时，光谱线紫移；当它远离时，光谱线红移。从恒星光谱线的位移可以推算其视向速度。当前是发现及研究太阳系外行星系统的主要方法，已发现的500多颗系外行星中有400多颗为此种方法所发现。但此方法的实现需要高精度的高分辨率光谱仪设备和较大口径的望远镜，难度较高。
　　4.微引力透镜法
　　利用背景恒星发出的星光受前景行星引力影响发生偏转（爱因斯坦的广义相对论预言）的现象，探测由于行星的存在而导致背景星光偶然的增亮。这种方法的优点是可以发现很遥远(几千光年)、小到地球质量的行星以及它与主恒星的距离，缺点是需要有背景恒星，探测成功几率很小，对测光精度要求高，效应小以及其它背景星混杂且该现象无法重复，难度较高。
　　5.省略，AXA，TRESCA等），利用望远镜联合观测已由视向速度法发现的行星中可能发生的行星凌恒星现象，并把观测数据统一上传到网上进行收集与分析。2004年8月用4英寸口径的小望远镜从行星凌恒星（GSC 02654-01324）的测光发现它的行星（暂名TrES-1）。近年来，专业的和业余的天文学家使用这种方法，联合观测恒星的行星。由两架（口径）20厘米照相仪组成的"XO"望远镜，从"凌"过程测光观测XO-1（北冕座一颗离我们600光年的太阳型恒星）、发现了它的行星"XO-1b"，其质量为0.7木星质量，绕转周期为4天，此结果也被大望远镜的视向速度法观测证实。但由于观测手段和设备的原因，目前（截止2010年12月）国际上已发现的500多颗太阳系外行星中的绝大多数还是由视向速度法得到的，其中有凌星观测数据的恒星仅有约100颗。■