科学家首次直接探测系外行星可见光光谱

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张艺术图展示了飞马座51b围绕母星公转的情景

　　系外行星飞马座51b位于飞马座，距离地球50光年。它发现于1995年，是人类发现的首个围绕像太阳这样的常规恒星运转的系外行星。它也被认为是典型的热木星——一类相对比较常见的行星，大小和质量都与木星类似，运转轨道距离母星更近。

　　自从这个里程碑式的发现以来，至今已经有存在于1200个行星系统的超过1900个系外行星被天文学家确认。在今年——飞马座51b被发现的20周年，它王者归来，在系外行星的研究领域取得另一个重大进步。

　　这项新研究的科学小组由Je Martins领导，他是一名博士生，来自天体物理与空间科学研究所和葡萄牙波尔图大学，目前在智利的欧洲南方天文台工作。该科学小组的研究使用了3.6米口径的欧洲南方天文台望远镜上的“高精度径向速度行星搜索器”(HARPS)，该望远镜位于智利的拉西拉天文台。

　　当前，研究系外行星大气层运用最广泛的方法是光谱透射技术，即在系外行星经过母星时(类似于凌日)，观察母星的光传播经过行星大气层时的光谱。另一种新方法是在恒星运动至行星的前面时观察整个系统，主要用来提供系外行星的温度信息。

　　这个新方法不依赖于行星凌日，有望用来发现更多的系外行星。新方法使得行星光谱可以直接在可见光波段探测，由此得到其他方法无法研究的行星新特征。

　　当行星围绕母星公转时，母星光谱被当作模版，用来寻找行星反射光线中的与之相似的特征。这项工作十分困难，因为相比于母星耀眼的光线，行星显得非常黯淡。，从行星获得的信息被淹没在其他微小影响和噪声源中。面对上述困难，这个新方法借助于使用“HARPS”收集到的飞马座51b数据获得了成功，提供了极其有价值的概念验证。

　　Je Martins解释说，“这种新的探测技术具有非常重要的科学意义，因为我们借此得以测量行星的实际质量和轨道倾角，这对更加全面地理解整个行星系统非常必要。，我们还能估算行星的反射率，或者说返照率，由此可以推断行星地表和大气层的组成。”

　　据发现，飞马座51b的质量约为木星的一半，轨道倾角相对于地球方向为9度。这个行星的直径似乎比木星更大，反射率也很高。这些特征对于接近母星并暴露在炙热星光中的热木星来说是非常典型的。

　　“HARPS”是这项工作的基础。它所归属的3.6米口径的欧洲南方天文台望远镜对于新技术的应用显得非常受限。这对天文学家们来说是个令人兴奋的消息。因为这个现存的设备将要被一些新的更大望远镜的高级设备所超越，例如欧洲南方天文台的甚大望远镜和未来的欧洲极大望远镜。

　　“我们现在非常热望地等待着甚大望远镜上的摄谱仪的第一道光，由此我们可以对飞马座51b和其他行星系统开展更详细的工作。”该研究论文的合作作者、波尔图大学的Nuno Santos如是说。