太阳系外行星与新天文学

探索遥远、稀有和奇怪天体的愿望主导了二十世纪的天文学,为此人们建造了越来越大、越来越灵敏的望远镜。

实现这一目标的行为带来了巨大的——有些令人难以置信的——回报:我们现在承认,我们围绕着一个热核熔炉——太阳运行,太阳的物理性质是非常普遍的,以至于在我们的银河系中有近1000亿颗类太阳恒星。事实上,人们发现银河系并不是整个宇宙;可观测到的宇宙有数十亿光年宽(很大),有1000亿个像我们这样的星系漂浮在宇宙中。在这些星系的中心恰好有超大质量黑洞,其质量可达太阳质量的100亿倍。当这些巨大的黑洞由进入的气体形成时,它们被称为“类星体”,在与我们的太阳系相当的体积内产生相当于100万亿个太阳的光。任何两个星系或类星体之间的距离越大,它们分开的速度就越大,换句话说,宇宙正在膨胀。也许更令人惊讶的是,宇宙主要是由我们既看不见也感觉不到的物质组成的,即暗能量和暗物质。与此同时,建造更大更灵敏的望远镜的策略已经产生了越来越多的“小”结果,这些结果继续需要大量天文学家的参与:伽马射线爆发、脉冲星、发射x射线的双星、星系团、宇宙微波背景辐射等等。

二十世纪的总体追求还在继续,美国主导的耗资10多亿美元的巨型麦哲伦望远镜和30米望远镜,以及欧洲超大望远镜的计划建设。然而,在二十一世纪出现了一种新的发现策略:时域天文学.相比于寻找暗淡和遥远的光源,在时域内搜索能够发现,例如,相对明亮的附近物体的微小变化,如恒星。如此小的亮度变化令人兴奋的来源是太阳系外行星换句话说,就是围绕其他恒星运行的行星。

时域天文学的基本方法很容易阐述。看看天空中的某个地方,过一段时间再看一遍。如果有任何变化,请进一步研究。仪器重新观测同一片天空所花费的时间被称为“节奏”。通过使用观察宇宙深处的老策略,给定亮度的来源被系统地绘制在一个三维体积中。在时域天文学中,可以稳定地绘制出亮度变化速率等于仪器节奏的倒数的源。在某种程度上,时域增加了另一个维度