搜尋系外行星

搜尋系外行星 (Extrasolar Planet)
國立臺灣師範大學地球科學所許瑋琇碩士生 / 國立臺灣師範大學地球科學系陳林文教授責任編輯

在太陽系外是否存在著與地球相似的行星，同於孕育著外星生命？為了解答這個疑問，天文學家過去便已透過地面望遠鏡搜尋浩瀚星河中有可能存在生命跡象的星球。

為了擺脫地面望遠鏡的限制，2009年臺灣時間三月六號美國航空暨太空總署(NASA) 發射克卜勒太空望遠鏡，以解答這長期以來的疑問：究竟地球是否為這宇宙中唯一能孕育生命的星球。

天文學家普遍相信太陽系外存在其他行星。然而此一信念，直至西元1990年代發現了第一顆系外行星才被正式證實。一般而言，偵測系外行星最大的挑戰來自於其亮度會較其母恆星黯淡許多。

在這裡對幾種偵測方法做簡略的介紹：

1.天體測量法：

這是最早用來搜尋系外行星的方法。若一顆恆星具有行星，則會因行星重力的影響，繞著與行星的共同質心進行一微小半徑的軌道運動。但因此軌道半徑極小，不易被偵測到。若使用地面望遠鏡是很難測量到此一恆星的運轉變化，故成功率極低。

2.視向速度法：

此一方法與天體測量法相似，均是利用恆星受行星作用影響而繞一小半徑軌道運轉的特性，但是測量的為此恆星遠離地球與接近地球時的速度，也就是運用都卜勒效應的原理，從該恆星的光譜譜線中推測出來。是目前最成功的方法。

3.凌星法：

上述所提方法，能偵測的行星的質量，但對於行星的實際大小卻無法獲得。凌星法則可用來測得行星的大小，但其先決條件是，該行星須能通過其母恆星與地球的連線。凌星法是利用如在地球上觀測水星、金星凌日的現象，當行星通過恆星表面時，恆星的光度會有所改變。藉此方法可以估計出此行星的大小。但有其缺點：行星通過恆星表面又能從地球上觀測的機會不大，且當此行星軌道過大時機率更是降低很多。故若使用此方法搜尋行星，需搭配其他方法加以驗證。然而使用凌星法的好處，便是當行星掠過恆星表面時，該恆星光線經過行星表面大氣，藉由分析此時的恆星光譜，可獲得該行星的大氣性質，進而推估該行星適居與否。

搜尋系外行星並不是使用單一方法即可證實，隨著科技的進步與技術的發展，系外行星的搜尋往往是用多種搜尋方法加以校正證實。隨著系外行星的發現，科學家可以更具體地探討是否在這些行星中存在著生命。目前所發現的系外行星多為體積大於木星的氣體行星，一般認為生命無法在該環境下生存。為了尋找可能具生命生存的系外行星，2009年3月發射的克卜勒望遠鏡便有能力搜尋類似地球大小的行星。

參考資料
科學人http://sa.ylib.com/news/newsshow.asp?FDocNo=1086&CL=13
維基百科 太陽系外行星http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%98%B3%E7%B3%BB%E5%A4%96%E8%A1%8C%E6%98%9F
系外行星探索http://hanchiang.blogspot.com/2009/03/blog-post_1712.html
自由時報http://www.libertytimes.com.tw/2009/new/mar/7/today-int1.htm
大紀元http://www.epochtimes.com/b5/9/3/7/n2453553.htm
NASA 克卜勒http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/overview/index.html