新光譜儀開始搜尋系外行星

岩石系外行星和穩定光譜觀測階梯光柵光譜儀
歐洲南方天文台宣佈,一架用於搜索系外行星的新設備,看到了來自宇宙的第一縷光線。這個名為岩石系外行星和穩定光譜觀測階梯光柵光譜儀(Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations,簡稱 ESPRESSO)能通過測量由行星引力引起的恆星光譜變化,探測系外行星。

對於這種技術而言,當其更近軌道上有更多大質量行星時,恆星擺動的訊號更大。ESPRESSO有超高分辨率、更寬的波長范圍,並被安裝於位於智利的甚大望遠鏡上,科學家希望它能分辨出具有與地球相似的質量和軌道的行星。

在系外行星科學發展的早期,徑向速度方法(radial velocity method)就是一種可選擇的技術,因為昏暗的行星太過微弱,以至無法在其附近恆星的耀眼光芒中看到它。而從地球上的觀測者的角度來看,一顆在軌的系外行星會反複拖拽它的母恆星,而恆星速度變化可以利用其光的頻率的都卜勒(Doppler,中國大陸譯作:多普勒)頻移被探測到。

實際上,徑向速度也稱視向速度,即當行星繞恆星轉動時,其引力作用在恆星上,使恆星圍繞著恆星和行星的共同質量中心旋轉。天文學家就是利用這種辦法發現了數百顆系外行星。由於徑向速度指向行星的質量,激發科學家開始設計新一代光譜儀,以便使用不同技術尋找系外行星,並覆蓋不同的波長范圍。

ESPRESSO 的力量在於它對更廣泛的波長的敏感性,以及甚大望遠鏡巨大的光收集能力。在目前的徑向速度測量中,研究人員正在對抗恆星動盪大氣層引起的背景星光噪音。通過收集更多光線、覆蓋更多波長,天文學家可以更好地消除恆星大氣的影響。

【圖:歐洲南方天文台;文:節錄自科學網頁;新聞訊息由林景明提供】

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