为何瑞士师徒发现一颗系外行星也能拿诺奖?

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2019年的诺贝尔物理学奖于10月8日发表声明,有一半的奖金归属了一对师徒——瑞士的天文学家Michel Mayor和Didier Queloz。

从左往右,第二位和第三位之后 这对幸运的师徒啦(图片来源:https://www.nobelprize.org)从左往右,第二位和第三位之后 这对幸运的师徒啦(图片来源:https://www.nobelprize.org)

颁奖词说,授予让当有人诺奖,是为了表彰让当有人“发现了一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星”。只看这句话,我时需好多好多 人为什么我么我让会有疑惑,发现一颗系外行星也能拿诺奖?别想糊弄我,我那我清清楚楚记得,光NASA的Kepler望远镜就找到了几千颗啊!非也非也,能拿诺奖,当然凭的是真本事,之后 当有人儿一同看一下,凭哪有好多个这师徒二人也能获得诺奖青睐吧。

1、首先,让当有人研究的是哪有好多个?

在颁奖词里让当有人儿为什么我么我让知道了,这二位研究的是围绕类太阳恒星的系外行星。

让当有人儿在宇宙中是不是唯一,是人类从仰望星空现在结束了了就在不断追问的疑问,在太阳系之外的宇宙中,是不是还有之后 行星存在,也是之后 历史伟让当有人老要思考的疑问。

早在16世纪,布鲁诺在《论无限的宇宙和世界》中就提出了他对于系外行星的预言。他认为天空中的恒星,应该都像让当有人儿的太阳一样,它们的附近也会环绕着行星,而哪有好多个行星也可不时需孕育个人的生命。18世纪时,牛顿在他的旷世名作《自然哲学的数学原理》一书中提到了同样的为什么我么我让性。通过与太阳附近行星呼告,牛顿的脑海中浮现出的,是之后 恒星附近之类太阳系一样行星环绕的场景。

好多好多 说,类太阳恒星附近的系外行星,之后 如后边两位伟人所想的那样,在夜空中像太阳一样的之后 亮星附近,都不 行星在绕转,组成之后 的“太阳系”。

2、让当有人怎么才能 才能 找系外行星?巧妙的依据,幸运的颜色

为什么我么我让行星自身不发光,好多好多 让当有人儿很难直接在之后 恒星附近找到为什么我么我让存在的系外行星,这之后 牛顿的万有引力定律又可不时需来帮忙了。行星自身的质量使得行星和恒星围绕着让当有人一同的质量中心在转动,那么在地球上的望远镜,都不 为什么我么我让看完行星引力对于恒星的影响,行星让恒星在天空中轻轻“摇摆”。在视线方向上,恒星受行星引力作用,时而远离时而靠近让当有人儿,五种细微的摇摆反应在光谱上,就会造成恒星光谱整体不断的红移和蓝移。让当有人儿称五种探测系外行星的依据为视向数率法。通过五种依据可不时需估算系外行星的质量五种重要参数。

视向数率法示意图

当时国际上的有好多个小组之后 通过五种依据,长期监测天上的一批恒星,期待发现潜在的系外行星对恒星光谱造成的数率变化,从而夺取五种领域的第一。这其中就包括Mayor和Queloz师徒,让当有人利用的是存在法国上普罗旺斯天文台的一台2米的望远镜和它所携带的当时最先进的光谱分析设备。

Mayer(右)和Queloz(左)在发现飞马座51b的望远镜前

这台望远镜被涂成了红色,五种中国人眼中的幸运色,也给瑞士人带来了好运。

3、让当有人找到了哪有好多个?一颗不可思议的系外行星!

功夫不负有心人,师徒二人长期监测绘制出的视向数率曲线,显示飞马座51附近存在一有二个质量最少有半个木星那么重的天体,每三四天绕转一圈。

但五种发现却令师徒二人困惑不已。

要知道,太阳系中距离太阳最近的水星,公转周期也要88天。五种天体质量巨大却离它的太阳那么之近。让当有人在一有二个佛罗伦萨的学术会议上介绍了五种令人不可思议的发现,并寻求之后 天文学家的帮助。

Marcy(右)和Butler(左)在Lick望远镜前

与此一同,美国的天文学家Geoffrey Marcy和Paul Butler,也在利用加州大学的望远镜做着同样的工作。当得知瑞士同行的发现时,让当有人也把个人的望远镜对准了飞马座51,为什么我么我让得到了之类的视向数率变化曲线。此外,让当有人还对个人之后 观测的之后 恒星数据进行再次分析,又找到了之后 之类的信号——巨大的质量、较小的周期。

美国人独立观测的数据,从侧面证实了瑞士人的发现,才最终促成了飞马座51b这“第一颗类太阳恒星附近的系外行星”的头衔。1995年11月, Mayor和当时还是他博士生的Queloz在《自然》杂志发表文章,正式发表声明让当有人首次在类太阳恒星——飞马座51附近,发现了系外行星——飞马座51b。

飞马座51b基本信息

对于像飞马座51b五种大质量短周期的系外行星,为什么我么我让距离恒星很近好多好多 表层温度极高,天文学家也给了它们一有二个形象的名字——热木星。

4、听说第一颗系外行星都不 他俩发现的?凭啥还能拿诺奖?

的确,天文学家老要在不断寻找太阳系之外的行星。

1992年,射电天文学家Aleksander Wolszczan 和Dale Frail在脉冲星PSR 1257+12附近发现的两颗系外行星,才是人类首次发现的太阳系外行星。

图脉冲星PSR 1257+12系外行星系统示意图

为什么我么我让,脉冲星是高速自转的中子星,中子星是之后 大质量恒星死亡的产物,它的密度大到在一有二个指甲盖大小的体积内,就集中了数吨的重量。又为什么我么我让脉冲星有强磁场,老要在高速转动越多断向外发出周期性强辐射。那我严酷的环境,附近存在的系外行星肯定跟让当有人儿的地球相去甚远。

考虑到让当有人儿寻找系外行星的目的,还是希望能发现宇宙中之后 的生命,为什么我么我让,真是这两颗系外行星创造了人类第一次,但显然科学家还是更希望在跟太阳之类的恒星附近找到行星,而都不 在一有二个死亡的大怪物旁边。

此外,发现这两颗行星所使用的依据是精确的计时依据,五种依据发现的系外行星到目前为止也非要几十颗,并都不 寻找系外行星的主流依据。好多好多 Wolszczan和Frail也就遗憾的与诺奖失之交臂了。

5、美国天文学家的工作就晚了几天,不重要吗?为哪有好多个诺奖那么让当有人的名字?

前文让当有人儿提到,飞马座51b也能读懂“第一颗类太阳恒星附近的系外行星”的头衔,绝对离不开美国天文学家Geoffrey Marcy和Paul Butler的工作。

实际上,Marcy让当有人的工作真是重要。从那之后 的数年内,瑞士和美国这有二个小组领导的团队,几乎包揽了最初发现的几百颗系外行星,其中美国人的发现时需更多之后 。让当有人开启了未来30年系外行星探测的热潮。

在五种重要发现十年后的305年,有着东方诺贝尔奖之称的邵逸夫奖,也将天文奖颁给了Geoffrey Marcy和Michel Mayor,以表彰让当有人发现第一颗类太阳恒星附近系外行星的巨大贡献。这在当时也就因为,为什么我么我让那么意外,两人很为什么我么我让会在若干年后读懂诺贝尔奖,当时让当有人儿普遍推测未来美国人和瑞士人会平分诺贝尔奖。

那我意外还是到来了,十年一有二个轮回,2015年,学术上无比出色的Geoffrey Marcy,被爆出了性骚扰丑闻而名声扫地,更是被所在的加州大学伯克利分校开除。他不知道这跟他最早使用的望远镜被刷成黄色是不是有关系……但显然诺贝尔奖为什么我么我让不为什么我么我让再有他的名字。

6、说来说去,发现这颗系外行星的意义究竟在哪?

有人为什么我么我让会说了,就发现一颗系外行星,你也说了,这颗星外号热木星,离恒星很近,不宜居,我之后 能搬家去那儿,都不 说诺奖都不 颁给为人类作出重大贡献的人吗?好多好多 他俩到底是为什么我么我拿了诺奖呢?

句子:1995年飞马座51b的发现,改变了人类对于行星形成认知,也开启了系外行星研究的新时代。

早已退休的Michel Mayor教授,依然还继续着对系外行星的探索,他所领导的著名系外行星搜寻项目HARPS计划,是目前世界上精度最高的视向数率探测器。

他当年的学生Didier Queloz,也为什么我么我让成为了剑桥大学的教授,为什么我么我让活跃在系外行星前沿研究领域,领导着多个欧洲的地面和空间系外行星探测计划。

系外行星作为天体物理学领域的年轻分支,在近三十年来得到了蓬勃的发展。探测依据不断革新,研究手段有了更长足的进步,研究内容也从最初的寻找行星选用基本性质,到现在为什么我么我让可不时需深入研究行星大气。

从图中可不时需清楚看完,近二十年系外行星发现的数量疾速上升

从1995年的第一颗,到现在的300多颗,让当有人儿不仅仅知道了系外行星的存在,还知道了系外行星是在恒星附近普遍存在的,这从一到多的过程,对于人类的认识无疑是革命性的。

从热木星,到超级地球再到类地行星,让当有人儿为什么我么我让不仅仅可不时需发现大个头的系外行星,还发现了更多与让当有人儿地球质量大小之类的行星。更多地球兄弟姐妹的发现,无疑也为让当有人儿带来了更多的憧憬。从简单的测量行星周期质量半径,到现在可不时需探测到行星大气上为什么我么我让存在的水分子和氧分子,让当有人儿的触手在之后 点向系外生命靠近。

为什么我么我让,毫不夸张地说,Mayor和Queloz的发现,开启了系外行星研究的新时代,使得系外行星成了当今天文学中最活跃的研究领域之一。

写在最后:

为什么我么我让系外行星领域毕竟还很年轻,还那么跳出之类找到那我有生命星球那我重磅的发现。让当有人的得奖有好多个之后 老要,让好多好多 天文学家都那么心理准备,在我的心中,诺奖让当有人是迟早能获得的,只不过来的比预想中早了之后 。好多好多 我时需,为什么我么我让这也是诺奖评委会为了激励系外行星和外星生命探索,一同让公众更多了解五种领域的依据。

比所在研究领域的前辈获奖更令人开心的是,未来大型的空间地面望远镜,将用更先进的设备进一步深入细致地研究让当有人儿近邻的系外行星,期待人类也能有一天揭开它们后边生命存在的奥秘。

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