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发信人: reise (璀璨星河), 信区: Astronomy
标  题: 第六章 伟大的行星寻猎
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年04月22日11:52:56 星期二), 站内信件


　　“为什么，我有时候在早餐之前竟然相信了六件不可能的事。”
　　         ——刘易斯·卡洛尔（Lewis Carrol）
　　          《艾丽斯镜中奇遇记》


　　在一年之中不同的季节，仰望晴朗夜晚的天空，凭借肉眼可
以看见三四颗行星。用一架小望远镜，你也许可以再多看见几颗，
但是，直到1930年发现冥王星以后，人类才绘制出一张我们认为
完整的行星系统图。它一共包括9颗行星和一条小行星带。时至
今日，天文学家仍然在不断增加新发现的卫星和小行星的数目。
我们毋需惊奇，直至1995年，科学家仍然没有明确的证据证明有
行星在环绕其他遥远的恒星转动。尽管冥王星是我们太阳系里离
我们最远的亲戚，那些恒星离我们却比冥王星还要远几千万倍。
虽说还没有找到地外生命存在的证据，有关的突破性进展至少已
表明我们的太阳系肯定不会是独一无二的。

　　寻找我们太阳系以外的行星，大约始于50多年前（冥王星发
现后不久）。由于距离非常遥远，所以使用当时的设备几乎没有
可能发现清晰的证据。1983年，科学家找到一条有关太阳系外也
存在行星的线索。那是他们用“红外天文卫星”研究的一组恒星
发射的、出乎始料的电磁辐射。天文学家逐渐得出结论：这种不
规则性是被观测恒星周围的尘埃云引起的。由于这类尘埃云表征
着行星的形成，所以，即使是这一相对来说比较小的发现也足以
激起好几个小组作进一步探测的兴趣。现在研究人员正在用强有
力的哈勃望远镜不断发现新的尘埃云。哈勃望远镜自从安装以来，
已经发现了几颗邻近的恒星，并被用以观测这些恒星周围的尘埃
云。

　　这些尘埃云最初被发现后不久，美国天文学家沃尔兹森
（Aleksander Wolszczan）在波多黎各用阿雷西博射电望远镜探
测到天空中一组不寻常的天体。这一发现又进一步燃起了人们寻
找行星的希望。当时，沃尔兹森正在研究脉冲星。脉冲星就像我
们在上一章里所介绍的那样，是超密的中子星——超新星遗留下
来的星体残骸。中子星自转的速度非常快。它自转时就像灯塔那
样向茫茫太空发射无线电波脉冲。沃尔兹森注意到他研究的星体
中有一个称做 PSR 1257＋12的，在不规则地发射脉冲。经过进
一步研究，包括计算脉冲变化的程度，他得出结论：有2颗（或
许3颗）行星在环绕这颗中子星旋转，他确信这两颗星的质量大
约是地球的3倍。可能存在的第三颗星也许比较小，大小相当于
我们的月亮，在离这颗中子星较近的轨道上转动。

　　虽然这本身是个重大发现，但对那些正在寻找地外生命的人
却鼓舞不大。围绕脉冲星 PSR 1257＋12转动的行星只可能在这
颗超新星之后形成。理由很简单，超新星爆发会把附近的物质全
都还原为某种由基本粒子组成的“汤”。因此，即使我们忽略脉
冲星发射的很强的电磁辐射和周围环境的不稳定性，沃尔兹森发
现的行星也太年青，无法形成生命。

　　但是，这项发现为后来意义更加重大的发现奠定了基础。在
探测围绕一颗常规的恒星转动的行星这方面，真正实质性突破的
发现是在1995年。当时正在瑞士日内瓦天文台工作的梅厄
（Michel Mayor）及其学生奎洛兹（Didier Queloz）公开宣布
了他们的研究结果。这是研究一小群从宇宙学意义上来说距离我
们太阳系比较近的恒星所达到的顶峰。

　　就像科学上的许多重大发现一样，太阳系外的第一颗行星之
发现纯属偶然。梅厄和奎洛兹当时并未积极寻找新的行星，他们
是在研究被称作“褐矮星”的奇特星体。

　　褐矮星是衰亡的恒星。恒星由气体和尘埃云形成。它们聚集
在一起产生一个自我支持系统。恒星通过核聚变产生热量。但是，
核聚变过程要在几十亿年的时间里持续地产生能量，星体的大小
和密度就必须达到某个下限。褐矮星可以被认为是介乎恒星和行
星之间的星体，或者看做不发光的恒星。虽说有时候很难区分某
些恒星、某些褐矮星和某些行星，但是根据经验，目前观察到的
所有褐矮星的大小至少是木星的30倍（尽管木星是我们太阳系里
最大的行星，它也只有太阳大小的1／l000 。另外，褐矮星全都
由气体组成（这像恒星），而像木星和土星这样的行星虽然大部
分是气体，却具有坚实的固态核心（实际上，木星也发射能量，
只不过与恒星相比微不足道，比任何观察到的褐矮星产生的也要
少得多）。

　　为了发现褐矮星，梅厄和奎洛兹采用了在温哥华的不列颠哥
伦比亚大学工作的另一位天文学家沃尔克（Gordon Walker）发
明的技术。梅厄和奎洛兹有所发现时，沃尔克寻找环绕遥远恒星
转动的行星几乎已有12年之久。沃尔克专注于最靠近我们太阳系
的21颗恒星，发明了一种探测方法。这种方法被非正式地称作
“晃动”（Wobble）技术。

　　如我们所知，我们根本不可能看见像太阳系外环绕着遥远恒
星转动的行星或者甚至比它们大得多的褐矮星这类天体，因为它
们离我们实在太遥远了。恒星之所以看得见，是因为它们发射巨
额的电磁辐射。像地球这样由岩石组成的固态行星只能反射附近
恒星发出的光。尽管气体行星和褐矮星也产生少量的能量（不是
通过聚变的方法），但是人们从地球上也只能通过它们反射自己
那颗恒星的光才能观测到它们。

　　我们用肉眼可以看见我们太阳系的一些行星，但是还有些行
星的轨道距离太阳实在太远，不用望远镜是无法看到的。事实上，
天王星（在晴朗无月的夜晚，用肉眼勉强可以看见的一个针孔大
小的模糊光点）是赫歇尔（Wlliam Herschel）在1781年发现的。
天王星围绕太阳转动的轨道距离太阳平均为17．9亿英里（29亿
千米）。以寻常眼光来看，这确实是非常遥远。可是，它只是离
我们最近的恒星的距离的 1／14 000。海王星距离我们比天王星
更加遥远，用肉眼是看不见的，直到1846年才在柏林一个天文台
用望远镜发现它。太阳系外的行星与我们太阳系外缘的那些行星
距离上的巨大差异并不是唯一要考虑的问题。任何一颗环绕遥远
恒星转动的行星，其微弱的反射光都会被它那颗恒星所发射的强
烈电磁辐射淹没。这只需想象一下，要在几千米以外的地方辨清
一个在探照灯旁边飞舞的萤火虫有多么困难就行了。

　　因此，对于寻找环绕遥远恒星转动的行星的天文学家来说，
直截了当地进行光学观测无济于事。晃动技术的工作原理与直接
光学观测截然不同。当天文学家说他们发现了环绕其他恒星转动
的行星时，他们的意思是观测到了由于这些行星的存在而对其附
近的恒星产生的引力作用，一种引起该恒星在其预定路径附近微
微晃动的效应。他们是如何测定的呢？
　　科学家利用一种称为“红移”的效应来测量星系的距离。这
一概念源自一位奥地利科学家多普勒（Christian Johann Doppler）
的研究成果。多普勒在1842年预言：如果声源朝向一位听者前来
或远离听者而去，声音的音调（或者说频率）就会比声源静止时
高些或低些。这一效应在日常生活中的实例是一辆救护车或警车
驶近我们或驶离我们时，其笛声的音调变化（驶近我们时，音调
变高声音变尖；远去时则正好相反，音调变低,声音变粗）。多
普勒效应也适用于光波,因此，发光体的颜色以与此相似的某种
方式变化——如果一颗遥远恒星正在远离我们而去，那么其光波
波长就会变长（频率变低）。

　　20世纪初，科学家发现宇宙在膨胀，因此，宇宙中的每一个
点看上去都在与另一个点互相远离。由于这个缘故，根据多普勒
效应，远离我们而去的星系发出的光抵达地球时，它们的波长比
这些星系静止不动时要长。这种偏移称为“红移”，因为该星系
的光抵达地球时都朝着光谱的红端（或波长较长的一端）移动。
如果星系朝向我们运动的话，则会相应地发生“蓝移”（朝着波
长较短的一端移动）。

　　那么，这与环绕这些恒星转动的行星又有什么关系呢？答案
就在于从一些恒星那儿观测到的频率偏移的详细情况。梅厄和奎
洛兹注意到有几颗恒星的光的频率偏移均匀地起伏变化。换言之，
有几颗恒星的红移和蓝移有微小的波动，这就意味着有什么东西
造成了这颗恒星的“晃动”。

　　比较恰当的比拟是奥运会上掷链球的运动员。链球运动员手
拉住与球相接的绳子，控制链球的运动轨迹。尽管链球的重量比
这位运动员轻得多，链球还是会有拉力作用于他（尽管很微小），
并致使投手“晃动”。如果有人感兴趣的话，可以用精密仪器设
备测出这个作用力。

　　环绕一颗恒星转动的行星对恒星的拉力远比上述例子中所描
述的链球对投手的影响小得多。即使是环绕一颗恒星转动的褐矮
星的质量也比恒星的平均质量小得多，所以这种作用力（特别是
行星的作用力）是极其微小的。使用灵敏度很高的设备刚好勉强
能观测出来。尽管这种效应很微弱，若与其他技术相结合，仍可
由此获得大量有关恒星及其行星的信息。最有意义的是，这项技
术的发明人沃尔克发现恒星的频率变化（晃动的程度）与行星的
轨道周期直接有关。运用这种方法，天文学家不久就描绘出在我
们太阳系外找到的第一颗行星的图景，以及它相对于该恒星的确
切位置。

　　图 11  红移和蓝移如何表明存在着太阳系外的行星。

　　梅尼和奎洛兹发现的第一颗有行星系统迹象的恒星名为飞马
座51，位于飞马座中。它与我们的太阳系十分相似（我们的太阳
是一颗G2型星）。飞马座51则被分类为G3型星，也就是说，它很
稳定，年龄与我们太阳差不多，表面温度也差不多。①但是，除
此之外，它与我们的太阳就没有什么相似之处了。

　　到1995年为止，人类所知道的唯一的行星系统就是我们自己
的太阳系。在我们的太阳系里，地球与太阳的距离位居第三，是
离太阳相对较近的4颗小小的石质行星之一。在离太阳较远的地
方，还有一组很大的气体巨行星，包括木星和土星。整个太阳系
还有一条小行星带（在火星和木星之间）和大量环绕着石质行星
和气体行星转动的卫星。这就是1995年之前，我们仅有的行星系
统的模式，所以我们只能推测那是一种相当平常的模式。但是，
最多产的行星发现者之一马西（Geoff Marcy）最近在谈到太阳
系外的某个行星上可能居住着外星人时却说：“也许他们认为我
们不可思议！”[1]

　　对那些认为我们太阳系是标准模式的人们来说，在对这颗新
发现的行星的质量和位置进行计算时，第一次感到了震惊。据研
究，环绕飞马座51转动的行星质量大约为木星的一半，但是它离
自己那颗恒星仅0．05天文单位。一个天文单位等于太阳到地球
的距离——149 600 000千米，因此，新发现的环绕飞马座51转
动的行星距离它只有500万英里（约800万千米）。此外，它只需
4天即可绕轨道一周，而木星绕轨道一周则需12年。

　　最初这一发现使梅厄和奎洛兹惊诧不已，他们认为自己正在
观测的是一个怪异的恒星系统，它有一颗特别小的、被俘获在飞
马座51附近轨道上的褐矮星。但这似乎又不太可能，因为褐矮星
质量的下限至少比木星大20倍。看来这不可能是答案。为了进一
步证实他们的发现，他们重新回过来研究所观测到的多普勒频移
的详细资料，并采用光谱分析法来证实或否定自己的猜测。

　　如我们所知，光谱分析是天文学家的又一种强有力的工具。
它使天文学家能够测定一颗遥远恒星的化学性质。科学家尽管从
来没有机会研究从所观测的恒星取回的实物材料，却能够确切地
描绘它们的化学性质，这已是不争的事实。他们之所以能够这样
做，完全归功于最初于20世纪30年代发明的光谱分析技术。它是
爱因斯坦对原子性能进行研究的一项成果。

　　爱因斯坦在1905年发表的一篇论文中（他后来因此而获得诺
贝尔奖）指出：不同的物质根据它们的电子结构，以不同的方式
吸收或发射不同的电磁辐射（这是诸如光电池、电视机里的阴极
射线管和激光之类的日用设备的基本原理）。因此，如果一个物
体发射的辐射性质能够说明其原子或化学性能的话，那么，科学
家只须通过研究其光谱就可以获得有关该物体化学特性的大量资
料。这一原则同样适用于对研究恒星成分感兴趣的天文学家。来
自恒星核心的光经过它的大气层。这一辐射激发了大气层里不同
物质的原子中的电子，于是它们发射出各有特征的辐射。这些辐
射穿越太空并为地球上的天文学家的分光仪所发现。这一信息一
旦经过处理，即可揭示该恒星中发射这种辐射的分子的化学特性。
这与在实验室里可以通过分析样品的光谱来研究烧杯里的溶液成
分没有什么两样。唯一的差别在于恒星发出的光必须穿越比实验
室里少量试剂产生的光遥远得多的距离。

　　运用这种方法，梅厄和奎洛兹得以证实他们对于所发现的恒
星系统的怀疑，并且很快得出不容置疑的结论：环绕飞马座51转
动的天体实际上是一颗行星而不是褐矮星。几个星期之后，在
1995年8月，他们将论文送交《自然》杂志，详细阐述了他们的
发现。同年10月，他们又在佛罗伦萨的一次天文学术会议上公开
宣布了这项发现。

　　不出所料，这一发现立即引起了热烈的反响。不仅科学界被
这一消息所倾倒，公众反应也极为轰动。世界各地的报纸纷纷在
头版头条报道了这一事件，正规的杂志上评论如潮，而在伪科学
期刊和小报上更是铺天盖地载满了各种各样的煽情文章。两位发
现者在宣布之后几小时内就接到了成百上千个电话、传真和电子
邮件，其中有一个6岁的美国男孩发来一份有趣的电子邮件，他
想知道，梅厄和奎洛兹是否访问过他们发现的那颗行星。

　　梅厄和奎洛兹的发现不仅仅激起了公众的激情和兴趣。在同
一领域里的研究人员几乎立即回到他们的实验室，开始搜寻其他
的行星。这种努力的结果是在1995年的下半年和1996年上半年又
有了许多新发现。

             　　图12 光谱分析
　　（A） 实验室里；（B）天文学家如何利用同样的技术。

　　梅厄和奎洛兹的主要对手是两位美国天文学家，来自旧金山
州立大学的马西和加利福尼亚大学伯克利分校的巴特勒（Paul  
Butler）。他们在瑞士小组取得突破之前一直在一起分析一组60
颗恒星，历时已有7年之久。他们失败了，因为他们像大多数天
文学家一样，按照常规的思路在搜寻，以为别的行星系统也跟我
们的太阳系一样——小的行星在靠近太阳的轨道上运行而大的气
体行星则在远得多的距离上运转。他们不曾考虑到像梅厄和奎洛
兹发现的那么大的气体行星存在于一颗恒星附近的可能性。日内
瓦小组的发现促使马西和巴特勒回到他们的研究资料上，以一种
新的眼光重新审视它们。

　　不久他们就发现一组合乎要求的天体，并从此成为寻找太阳
系外的行星的最成功的研究小组。到本书写作之时，在已经证实
或几近证实的大约一打太阳系外的行星中有7颗是他们发现的。
他们的第一项发现是一颗环绕恒星室女座70转动的行星。那是一
颗后来被称为“偏心的”行星，质量大约是木星的9倍，绕轨道
转动一周需要117天。其所以偏心是由于它沿着一条十分扁长的
椭圆轨道绕室女座70转动。

　　我们太阳系行星的轨道全都是椭圆形的，但是这些轨道都只
是略微偏离圆形轨道。而马西和巴特勒新发现的行星则沿着一条
很扁的椭圆轨道运动。该轨道把这颗行星带到距离其恒星不足0．27
天文单位，或者说大约2500万英里（4000）万千米）的地方，
而后又远行至距离该恒星0．59天文单位（大约5000万英里或
8000万千米）处。在这一发现期间，马西和巴特勒又宣布发现了
第三颗行星。这次是一颗环绕大熊座47转动的行星。它被认为是
又一颗像木星那样的行星，只是质量为木星的2倍。它的轨道很
平常，与其恒星的距离是地球到我们太阳的距离的2倍，绕轨道
运行一周大约需要3年时间。

　　自从这些发现公布以来，太阳系外的行星名单不断加长。这
些新发现的行星中有些被认为偏心率过大，以至对它们究竟是不
是普通意义上的行星产生了疑问。如果它们不是行星又是什么呢？
这仍然是个谜。正如马西和巴特勒所说：“也许它们是理论家们
目前还毫无概念的新天体。”[2]

　　最近，一个新术语——“超行星”被用来描绘一组新近观测
到的更加遥远的天体。它们全都是大天体，可又不像褐矮星，因
为用光谱分析法分析它们的化学成分显示它们的形成与通常恒星
的形成方式（由大量的气体和尘埃融合而成）不同。然而，它们
也不像天文学家以前所见到的行星，可能是两个或更多的气体巨
行星碰撞的产物。对天文学家来说，最使人迷惑不解的是这些发
现愈来愈清楚地表明，几乎所有这些行星全都在距离它们的恒星
很近的地方（比水星离我们的太阳还要近）。

　　在最近这些发现之前，行星学家们深信行星只有两种：一种
是像木星那样的气体巨行星，它们比地球大许多倍，在相对较远
的距离上环绕恒星转动（在我们太阳系中，这类行星包括木星、
土星、天王星和海王星）；另一种是像地球那样的岩石行星，它
们是固态的，比气体的巨行星小得多，它们的轨道离太阳也近得
多。这后一组包括水星、金星、地球和火星。②以前科学家从未
想象过一颗像木星那样大的行星居然会在离一颗恒星那么近的轨
道上，就像新发现的那些环绕飞马座51、室女座70和其他恒星转
动的天体那样。

　　当然，这些奇特的行星率先被发现的理由显而易见。探测恒
星的晃动，以确定它是不是一颗行星的主宰，这种技术显然有利
于那些附近有较大天体存在的恒星。因为相比之下它们的引力不
规则变化最容易辨别。尽管如此，这么大的行星竟会在如此接近
其恒星的距离上存在，这一点仍然相当令人惊诧：它们究竟是怎
么形成的？究竟是什么使它们没有被那颗质量更大的恒星消耗殆
尽？

　　要了解这一点，我们必须看一下通常用来解释像我们太阳系
这样的行星系统形成的流行理论。根据最现代的观念，一颗年轻
恒星被一团尘埃、气体和冰块组成的圆盘包围着。如果有一大团
物质在圆盘中集聚，质量达到地球的好几倍，那么它的引力场就
会变得很强，足以消耗附近的大量气体，从而形成天文学家称为
“原行星”的天体，它可能成为像木星那样的气体巨行星。而形
成较小的行星则是由于尘埃和冰块凝结形成一个坚实的核心，然
后冷却产生像地球和火星这样的行星。

　　根据这一理论，在环绕年轻恒星的盘里形成的大的气态天体
被热和太阳风往外推，而在恒星胚胎期的初期这种推力尤为强大。

　　自从发现了至少4颗像木星那样的行星在较近的范围内环绕
它们的恒星转动后，这一理论就必须改写了。最新的理论是，在
适宜的条件下，有些气体巨行星会开始快速自转，并沿着螺旋形
的轨迹朝它们的恒星转去。它们炽热的余迹将消灭一切像地球那
样的行星。其中有些也许会冲进它们的恒星，有些则显然没有。
这一事实可以作如下解释：当巨行星接近它的恒星时，复杂的引
力相互作用使行星快速自转的动量转换成轨道运动的能量，行星
因此得以在靠近恒星的轨道上稳定地转动。

　　对那些寻求其他星球上是否存在生命这一问题的答案的人来
说，天文学家最近的发现是一把双刃剑。一方面，它说明除了我
们的太阳系以外还有许多别的行星系统。然而，另一方面，令人
沮丧的是迄今为止所发现的行星系统的性质。
　　在迄今确认的十几个行星系统中，大多数是以这种或那种形
式而显得颇为古怪；就是说，它们不完全符合太阳系的结构模式。
老的标准模式的基本点就是认为恒星附近只有小的、固态的行星。
这种想法业已证明是相当错误的。除此以外，人们日渐怀疑（这
种怀疑背后有强有力的研究作支持）我们太阳系的某些特性是否
能在长时期内保持稳定。一个重要的例子就是最近构想的下述理
论，该理论认为气体巨行星的作用就像“行星牧羊犬”，它们会
“肃清”像陨石和彗星那样威胁生命的危险天体，保护内层的行
星，使智慧生命能够在它们上面形成。

　　       图13 行星动物园的成员。

　　据此推理，假如生命真的能在类似环绕飞马座51转动的行星
系统上形成（暂且不说这个系统的气体巨行星的位置如此出格，
它就逗留在那颗恒星近旁），那么，由于这个系统里似乎没有其
他巨行星处于木星那样的距离上，它里面的行星就不能像理论上
所说的我们太阳系中的行星那样受到保护。

　　在迄今为止所探测到的所有的行星系统中，看上去与我们最
相似的可能是大熊座47附近的一颗行星。大熊座47与太阳相似，
它是一颗G0型星，所探测到的行星的大小在我们预期的气体巨行
星范围内，质量是木星的2~ 3倍。最重要的是，它基本上在合适
的位置上——距离大熊座47约2亿英里（约3．2亿千米），相比
之下，木星的轨道与太阳相距约4．8亿英里（约7．8亿千米），
并且它的轨道也不是偏心的。

　　另一个可能的对象是拉朗德21185系统。它是由匹兹堡大学
的盖特伍德（George Gatewood）进行探测的。拉朗德21185这颗
红矮星正好是我们最近的恒星邻居之一，离地球只有8．25光年。
盖特伍德认为他发现了两颗环绕拉朗德21185转动的气体巨行星。
这两颗行星大小几乎正好与木星一样：一颗在距离它的恒星略大
于2个天文单位的位置上（相当于我们太阳系中小行星带的轨
道），另一颗在11个天文单位处，比我们太阳系土星的位置稍远
一点。然而，盖特伍德运用了一种与大多数天文学家不同的测量
技术，这种方法并不立即给出精确的质量或轨道距离值，他的发
现仍然有待证实。

　　那么，这些发现对我们寻找其他星球上的生命究竟有什么意
义呢？

　　看来生命在具有离恒星很近的木星型行星的系统中形成的可
能性不大。相比之下，在与我们太阳系相似的系统中形成的概率
要大得多。其理由在于前述那类系统在演化初期由行星动力学造
成的不稳定性。但也有例外。如果变化发生得相当早，该行星系
统就会有足够的时间进入稳定状态而让生命站稳脚跟。毕竟，有
几种理论认为我们太阳系在形成之初也曾是激烈动荡的场所。很
有可能我们目前发现的恒星系统中至少有一个在几十亿年以前就
已经进人规则的行星模式，行星在轨道上平稳地运行，而且位于
“正确”的距离上。正如我们所知，这就使生命有足够的时间进
化，恰似在我们地球上一样。

　　从另一方面来看，这样一个系统很可能要求至少有一颗气体
巨行星在远离其恒星的轨道上，扮演牧羊犬的角色，保护内层行
星上的生命有机会站稳脚跟。

　　另外还有两个因素要考虑。其一是迄今所分析的恒星样本很
小。利用晃动技术和其他技术，天文学家已收集到资料的不过区
区几百颗恒星而已，而据估计，仅在我们银河系中就有4000亿颗
恒星。正如我在第四章中已详尽讨论的那样，在行星系统之形成
与可接触的智慧生命的进化之间有许多步骤要考虑。不过，我们
可以满怀信心地审视它们，并且自豪地说第一个先决条件——存
在其他行星系统已经满足。在业已发现并经证实的行星系统中，
有一个据信可能与我们太阳系不无相似之处的系统。盖特伍德教
授的研究成果可能不久就可以使这个数目翻番。12个系统中就有
一个乃是相当令人鼓舞的结果。

　　第二个要考虑的因素是，目前在行星学研究中取得突破所使
用的技术只能探测到像木星那样的大型气体行星。这项技术在未
来几年里将会逐渐改进，我们不久就将能探测环绕遥远恒星转动
的较小石质行星。当我们能够做到这一点时，天文学家将不得不
建造描绘他们所发现的行星系统的动力学模型。几乎可以肯定，
将来会有许多惊人的发现，它们将改变我们对行星系统应该如何
的想法。

　　正如前几章讨论的天文学和生物学方面的最新进展那样，对
太阳系外的这些发现可以作乐观的解释，也可以作悲观的解释。
热衷于地外生命的人指出：研究业已证明有许多环绕别的恒星转
动的行星，即使迄今的研究工作相对而言还很少，我们也已经获
得了令人鼓舞的成果——可能至少有一个太阳型的系统存在。持
怀疑态度的人则强调要形成其动力学恰好宜于支持生命的行星系
统所面临的巨大障碍，以及与我们太阳系相仿的行星系统似乎十
分罕见，按照最悲观的预测，我们的太阳系似乎是唯一能够允许
智慧生命进化的那类系统。

　　然而，与热衷者和怀疑论者面临的许多其他问题不同，寻找
太阳系外的行星很可能是我们大有作为的一个研究领域。这种追
寻还刚刚开始，人类终于采取了尝试性的步骤，利用强有力的望
远镜和探测器到我们太阳系以外去探索。正如该领域的一位权威
人士巴特勒所说：“在今后几年里，我预期会发现拥有许多行星
的系统，发现一颗大小仅为地球10倍的行星。严格地说，我们还
刚开始起步，我们将会发现许多不曾预料到的东西。”[3]

___________
　　①恒星分类采用哈佛分类系统。根据恒星的表面温度分别以
字母O、B、A、F、G、K和M表示。O型垦最热，它的表面温度约
30000K；A型星表面温度约为 10 000K；像我们太阳这样的 G型
星，表面温度在6000 K左右；M型星最冷，表面温度大约是3000K。
数字1、2、3等用以进一步细分，由此可以看出飞马座51（G3型
星）与我们的太阳（G2型星）的化学成分十分相似。

　　②冥王星的特性仍然是个谜，据认为它是一颗覆盖着冰的行
星，平均密度接近水。它的轨道是个很扁的椭圆（当然，尚不能
与新近发现的太阳系外的行星相比）。某些时候，冥王星的轨道
把它带到海王星的轨道以内。

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※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: 202.118.239.188]