9月11日,中国科学院大学科学前沿进展名家系列讲座在玉泉路校区如期展开。本次讲座邀请到了中国科学院院士,中国科学院国家天文台研究员,LAMOST科学委员会主任赵刚院士。赵刚院士以“寻找太阳系外行星”为主题,主要介绍了探测系外星系的常用方法,探测历史与成果,以及未来的探测计划。
首先,赵院士介绍了行星的定义及目前常用的探测系外行星的方法。2006年国际天文学联合会通过了“行星”的新定义,明确了行星应具备的三大条件。随着太空探索的发展,人们对与太阳系相似的恒星系统的兴趣逐渐增加,并发展了多样的探测系外行星的方法。目前常用的主要是直接成像法和间接方法,其中间接方法包括视向速度法、凌星法、微引力透镜法和天体测量法,赵院士重点讨论了视向速度法。由于行星引力作用,恒星与行星会绕质心共同做圆周运动,由于多普勒效应的存在,恒星光谱会发生周期性改变,科学家可以利用这一现象对系外行星进行探测。但由于行星公转速度的影响,该方法一般效率较低,对仪器精度的要求较高,并且无法据此确定观测对象的质量。凌星法则是利用行星凌星时恒星亮度的变化进行观测,这一方法可以推测行星的轨道及质量,但存在误差且难度较大。而微引力透镜法虽然能减小对观测结果的影响,但无法持续追踪探测。
接下来,赵院士介绍了系外行星探测的历史与成果。早在十六世纪,布鲁诺便提出了对于系外行星的预测,之后牛顿也给出了同样的预测。到了近代,人们改进了分光计,提高了视向速度法的精度,为系外行星的发现奠定了坚实基础。1988年一个加拿大系外行星探测小组宣布发现了第一颗系外恒星,但由于数据未被外界广泛认可,他们与发现第一颗系外行星的殊荣失之交臂,直到2002年他们的发现才被证实。1992年,美国的两位射电天文学家发现了两颗系外行星,这是人类首次证实的系外行星发现。之后,瑞士天文学家Mayor和Queloz首次发现了绕类太阳恒星公转的系外行星,他们也因此与美国宇宙学家James共享了2019年诺贝尔物理学奖。赵院士团队是第一个利用国内设备发现系外行星的团队,我国将其命名为“望舒”,其围绕的恒星命名为“羲和”。如今,随着技术发展,人们发射了许多太空望远镜,也在地球上建设了许多口径不同的望远镜,视向速度法的精度也在不断提高,人们发现的系外行星也已经达到5700余颗,人们探索的脚步逐渐加快。
之后,赵院士向我们介绍了未来的探测计划。赵院士指出寻找地外文明的五个阶段中,搜寻系外行星与宜居带类地行星已获得进展,而大气研究刚刚起步,未来人类还将探索生命信号、搜寻地外生命。我国正积极与国际合作开展行星探测计划,不久还将发射“巡天”望远镜,未来的探测脚步永不停息。
最后,赵院士以“唯有仰望星空,才能寻找答案”寄语国科大学子,并热情回答了同学的提问,讲座结束后,赵院士为同学们签名交流。(文/岳子涵 图/向娥)