人类首次观测到太阳系外行星绕恒星运动踪迹

人类首次观测到太阳系外行星绕恒星运动踪迹美国报道，2021年11月13日，美国加州大学伯克利分校天文学家保尔•卡拉斯(Paul Kalas)研究团组，向全世界发布了恒星“北落师门〞有行星环绕运动的照片。

这是人类首次实际观测到太阳系外行星绕恒星运动的踪迹。

(图1)
图1 行星绕恒星北落师门运动的踪迹
照片中央的白色亮点就是全天第18亮星“北落师门〞，恒星周围的红色光影区是围绕恒星运动的小天体带或尘埃盘。

右下角小方框的放大图中显示出一颗行星“北落师门b〞绕恒星运动的轨迹：2021和2021年两次照相，处在不同的位置上。

图2 北落师门在星座中的位置
北落师门位于南鱼座，亮度1.16星等，光谱型A3V，是黄道上四颗著名亮星之一(另三颗是：金牛座毕宿五，天蝎座心宿二，狮子座轩辕十四)，质量为太阳的2.3倍，直径为太阳的1.7倍，间隔我们25光年。

西方称之为Fomalhaut，阿拉伯原文意为“鱼的眼睛〞。

深秋时节，在我国纬度50
度以南广阔地区都可以在飞马座以南、宝瓶与摩羯之间见到它的身姿。

(图2)
“北落师门b〞间隔北落师门约115天文单位(172亿公里)，比海王星到太阳的间隔远3.8倍，比地球到太阳的间
隔远115倍，公转周期872年。

它的质量约为木星质量的3倍。

北落师门虽然年轻，但预计寿命较短，只有太阳的1/10。

北落师门虽然温度较高，发出的热量比太阳大10倍，但由于“北落师门b〞离恒星太远，不大可能有生命存在。

按人类唯一知道的生命形式，液态水是生命存活的必要保证。

一颗行星即使有水，假设离恒星太远，水会结冰；假设太近，水会变为蒸汽。

所以恒星周围的“生命带〞有一定的范围限制。

对于太阳，生命带必需近于5.4天文单位，所以土星以外的行星上不可能有生命存在；对于北落师门，生命带必需近于20天文单位，所以“北落师门b〞也不可能有生命存在。

在银河系3000亿颗恒星当中，北落师门应当算我们的近邻。

它到太阳的间隔之近，在所有恒星中排第80位；在21颗亮于1.5等的亮星中排第5位。

比之更近的4颗是：南门二(4.4光年)，天狼星(8.6光年)，南河三(11.4光年)，牛郎星(16.3光年)。

这次发现是人类首次实拍到太阳系以外，一颗行星绕恒星运动的踪迹，应当是天文学历史上里程碑式的重大进展。

北落师门行星系统与太阳系相比较，它的星周尘埃盘的一部分可能相当于太阳系的柯依伯带。

上世纪90
年代的天文观测已经证实，美籍荷兰天文学家柯依伯(G. P. Kuiper)早年提出过的见解：在冥王星轨道两侧，宽约30亿公里的环状区域内，有10亿至100亿颗以冰为主要成分的
小天体绕太阳公转运动。

虽然柯依伯生前未能亲见这些小天体的真实发现，但至今已发现这样的天体近千颗，被称之为柯依伯带天体。

有几颗甚至比冥王星还大。

这也是人们不得不把冥王星从行星行列中退出来，而归入到柯依伯带天体的主要原因。

图3 北落师门行星系统与太阳系比较图
北落师门的“冰小天体带〞外围直径约比柯依伯带大3倍，达230天文单位(345亿公里)。

图3是北落师门行星系统与太阳系的比较。

上图蓝色的是北落师门可能存在的“冰小天体带〞，蓝色方框的大小相当于太阳系的柯依伯带(中图绿色环带)，中图蓝色方框内是木星轨道以内的太阳系范围，以下图棕色环带是火星与木星之间的小行星带，拥有几千万颗以石头为主要成分的小行星。

在比北落师门b更近处，是否也有像太阳系八大行星和小行星带一样的天体系统，甚至有像地球这样的拥有生命的行星？如今还不得而知。

截至2021年12月12日，全球天文学家已发现系外行星333颗，大多数都是用间接方法发现的。

像北落师门b这样直接拍到行星图像的只有几例，拍到行星运动踪迹的仅此一例而已。

所有已发现的系外行星，质量都在木星级范围，质量如同地球的系外行星，还在人们的期待之中。

天文学家寄望于将在2021年发射的Kepler探测卫星，2021年发射的新一代空间望远镜JWST，和2021年发射的类地行星搜寻者
TPF，不仅探测行星，还要探测这些行星上是否有大气和水的存在。