系外行星与天体生物学

引力微透镜

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引力会弯折光线。当一个大质量天体几乎不偏不倚地从一颗更遥远的恒星前方经过时,它的引力就像一面透镜,把远方那颗恒星的光弯折、聚焦,于是从我们的视角看去,背景恒星会短暂地变亮。如果这面透镜本身是一颗带行星的恒星,那么行星会再添上它自己那一丝额外的弯折——在主变亮之上骑着一道短促而尖锐的小峰。引力微透镜,就是靠捕捉一颗恒星漂经另一颗恒星前方时的那道转瞬即逝的小峰,来发现行星。

整个事件是一次永不重演的偶然对齐。当前景恒星漂过我们通往某颗远方恒星的视线时,背景恒星会在几天到几周内平滑地变亮、再变暗。前景恒星周围若有一颗行星,且位置恰到好处,就会在这条平滑曲线上叠加一道短暂的尖峰——有时只持续几个小时。尖峰的形状和出现的时刻,揭示出行星相对其恒星的质量、以及它离恒星的距离。关键在于,这一方法根本不需要看见行星、甚至透镜恒星发出的任何光;它纯粹凭引力感知行星。

微透镜有着独一无二的触及范围:它对离恒星很远的行星最敏感,甚至对那些不绕任何恒星的自由漂浮行星也敏感,还能探查横跨银河、远在数千光年之外的世界。这使它成为凌星法和视向速度法的有力补充——后两者偏爱太阳附近的近距离行星。它的硬约束在于:每一次事件都是一次对齐的一次性意外——你永远无法回头再去观测那颗行星——所以微透镜积累的是关于行星种群的统计,而非对个别世界的深入研究。

微透镜已在遥远系统寒冷的外缘揭出行星,甚至显露出在银河中游荡、不系于任何恒星的流浪行星的迹象——这些世界是别的方法找不到的,只在一次不会再来的变亮中被瞥见一回。

当一颗恒星把更远的恒星透镜放大时,行星会以一道短暂的额外变亮泄露自身。

每一次微透镜事件都是一次永不重演的对齐,所以找到的那颗行星再也无法重新观测;该方法给出的是统计,而非对个别世界的反复研究。

又称
microlensing微透镜微引力透镜