行星恒星「拔河」微振 後者變暗證前者存在
上次提及，天文學家早已掌握了一些尋找太陽系外行星的方法了。需知道行星本身並不發光，而這些太陽系外的行星又跟我們距離這麼遠，要尋找它們，絕非易事。那麼天文學家又是如何做到的？今天就來為大家介紹兩種最常用的方法。這兩個方法聽起來好像不太複雜，然而要偵測到太陽系外行星的存在，需要的準確度卻是很驚人。
「如分辨500公里外智能手機厚度」
談起太陽系，我們腦海中常常會浮現這樣的一幅卡通圖像：太陽像個老翁般靜止不動地坐在中間，其他的行星就以它為中心繞着轉。這其實是不正確的，因為太陽並非完全靜止不動。
牛頓的第三運動定律早已告訴了我們，力是雙向的：當行星受到來自中心恒星的萬有引力牽引而繞着它轉的同時，行星也會用相同的力「反擊」，把中心恒星拉得繞圈轉。
當然，很多時候位於中心的恒星比它周圍的行星重很多（以我們太陽系中最重的行星-木星為例，它的質量還不足太陽的千分之一），因而當行星以相同的力度去拉動中間的那顆巨人恒星時，巨人恒星很多時候就真的好像不倒翁一樣，只是在原地附近小小的繞動。
在只有兩件物體互相以萬有引力牽引的情況下，物體的質量和它軌跡的大小成反比，因此太陽晃動的幅度只會約是木星軌跡大小的千分之一。
這個晃動的半徑看起來好像很大-大約700,000公里，正好跟太陽自己的半徑差不多，但別忘了我們會在很遙遠的距離之外去觀測太陽的這個晃動。
南門二（Alpha Centauri）距離我們約4.4光年，是跟太陽最接近的恒星系。從南門二觀測太陽的這個晃動，就恍如要分辨500公里外一個智能手機的厚度，絕非易事。然而，天文學家就是靠着偵測這些微細的「振動」去尋找其他圍繞恒星運轉的行星。
「金星凌日」「木星凌日」令太陽變暗
大家還記得 2012 年的「金星凌日」嗎？那就是金星在太陽表面掠過的天文現象，而這也為天文學家提供了另一個方法去偵測其他系外行星。
當行星在我們和恒星之間經過時，會擋去恒星的部分光芒。行星本身並不發光，不一定能被我們直接看到；它在恒星表面留下的陰影可能也是太小了。
不過，從我們的角度，就會量度到恒星變暗了；由於行星是周期性地繞着恒星轉，我們還可能發現恒星是有規律地變暗，從而判斷行星的存在。
倘若木星在太陽面前經過，太陽會因此變得有多暗？簡單而言，恒星的亮度跟它的面積成正比；木星的半徑大約是太陽的十分之一，因此「木星凌日」（當然我們不可能用肉眼看到）只會令太陽的光度減低百分之一，但如此細微（甚或更細微）的波動已足夠令天文學家推斷部分行星的存在了。
小 結
科學研究並不是集郵：生物學家不會滿足於只是詳細地記錄各種生物的特徵，天文學家也不是漫無目的地記下各樣星體的大小形狀。
各種星體的記錄，其實為其他課題提供了寶貴的數據，例如：星系是如何形成的？生命是在什麼樣的環境下誕生的？為了準確量度，天文學家還開發了各樣精密的儀器和方法，大大推動了科技的發展呢。 ■張文彥博士
作者簡介：香港大學土木及結構工程學士，在加拿大修讀理論粒子物理。現於香港大學理學院任職講師，教授基礎科學及通識課程，不時參與科學普及與知識交流活動。
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