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今天來看另一種廣泛使用的、流行的系外行星探測方法， 即徑向速度(又稱徑向速度) 多普勒譜方法。 在過去的十年裡， 對太陽系外行星的搜尋肯定已經升溫了!由於儀器和方法的改進， 被發現的系外行星數量(截至2017年12月1日)已經在2,780個恒星系統中達到3710個行星， 其中621個系統擁有多個行星。 不幸的是， 由於天文學家們不得不面對的限制， 絕大多數已經被發現使用間接方法。
用徑向速度法發現的比鄰星b的印象圖。 圖片版權：ESO/M. Kornmesser
當涉及到這些間接方法時， 最流行和最有效的方法之一是徑向速度法——也稱為多普勒光譜法。 這種方法依賴於觀察光譜中的恒星來尋找“擺動”的跡象， 在那裡， 恒星被發現正從地球向外移動。 這一運動是由行星的存在引起的， 它們對各自的太陽施加了引力。 從本質上講， 徑向速度的方法不在於尋找行星本身的跡象，
描述徑向速度的(也就是多普勒頻移)方法。 圖片版權：Las Cumbres Observatory
這些變化表明恒星正在遠離(紅移)或轉向(藍移)地球。
優點：
徑向速度法是第一個成功的系外行星探測方法， 並且在附近(Proxima b和trappist - 1的7個行星)和遙遠的恒星系統(corot - 7c)中發現了外行星的成功率很高。 它的主要優點之一是它允許直接測量行星軌道的偏心度。 徑向速度信號是距離獨立的， 但需要一個高的信號-雜訊比光譜來達到高精確度。
徑向速度技術能夠探測到低品質恒星周圍的行星， 如m型(紅矮星)。 這是因為低品質的恒星更容易受到行星引力的影響， 因為這樣的恒星通常自轉更慢(導致更清晰的譜線)。 這使得徑向速度方法非常有用， 有兩個原因。 首先m型恒星是宇宙中最常見的恒星， 在螺旋星系中占70%， 橢圓星系中有90%的恒星。 第二， 最近的研究表明， 低品質的m型恒星是最有可能找到陸地(即岩石)行星的地方。 因此， 徑向速度法非常適合研究類似地球的行星， 它們繞著紅矮星的軌道運行(在它們各自的可居住區域內)。
另一個主要優點是徑向速度法能夠精確地限制行星的品質。 儘管恒星的徑向速度只能估計出行星的最小品質， 但要分辨出行星自身的光譜線， 就可以測量出行星的徑向速度。 這使得天文學家能夠確定行星軌道的傾角， 從而測量出行星的實際品質。 這項技術也排除了假陽性， 並提供了關於行星組成的資料。 主要的問題是， 只有當行星圍繞著一顆相對明亮的恒星運行， 並且行星反射或發出大量的光時， 這種探測才有可能發生。
從2014年9月開始，每年的太陽系外行星發現數量，顏色表示探測方法-徑向速度(藍色)，傳輸(綠色)，定時(黃色)，直接成像(紅色)，微透鏡(橙色)。圖片版權：Public domain
截至2017年12月，在所有系外行星發現中，有662項(包括候選項和已證實的發現)均採用徑向速度法檢測，幾乎占總數的30%。
缺點：
徑向速度法也有一些明顯的缺點。對於初學者來說不可能同時用單台望遠鏡觀測成百上千的恒星——正如通過傳輸光術所做的那樣。此外，有時多普勒頻譜儀也會產生假信號，特別是在多行星和多星系統中。這通常是由於磁場的存在和某些類型的恒星活動，但也可能是由於缺乏足夠的資料，因為恒星一般不會持續觀測。然而，通過將徑向速度測量與另一種方法進行配對，可以減輕這些局限性，其中最流行和最有效的方法是傳輸光度法。
雖然區分恒星的光譜和行星的光譜可以為行星的品質提供更好的約束條件，但如果行星圍繞著一顆相對明亮的恒星運行，而行星反射或發出大量的光，這通常是可能的。此外，行星具有高度傾斜的軌道(相對於觀測者的視線)產生較小的可見擺動，因此很難被發現。最後，採用徑向速度法與轉口光度法進行配對，尤其為了確定後一種方法的檢測結果。當這兩種方法結合使用時，行星的存在不僅可以被證實，而且可以精確地估計出它的半徑和真品質。
徑向速度：
使用徑向速度法的天文臺包括歐洲南方天文臺(ESO)La Silla天文臺。該設備利用其3.6米望遠鏡進行外行星探測，該望遠鏡配備高精度徑向速度行星探測器(HARPS)光譜儀。還有位於夏威夷Mauna Kei的凱克天文臺的望遠鏡，它依靠高解析度的光柵光譜儀(雇傭)光譜儀。法國南部的haute - provence天文臺也使用了ELODIE光譜儀檢測了51個Pegasi b，這是1995年發現的第一個“熱木星”。2006年，ELODIE退役，由SOPHIE攝譜儀代替。
依靠徑向速度法的太陽系外行星探測計畫將會大大受益于計畫於2019年部署的詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST)。一旦運行，這個任務將獲得多普勒測量的恒星使用其先進的紅外儀器，以確定外部行星的存在。其中一些將通過淩日外行星勘測衛星(TESS)確認，該衛星將於2018年發射。由於技術和方法的改進，近年來發現了系外行星的飛躍。隨著數千顆系外行星的確認，焦點逐漸轉向這些行星的特徵，以便更多地瞭解它們的大氣和表面條件。在未來的幾十年裡，部分由於部署了新的任務，預計將會有一些非常重大的發現！
參考：
NASA: Exoplanet Exploration – 5 Ways to Find an Exoplanet
The Planetary Society – Radial Velocity
Wikipedia – Methods of Detecting Exoplanets
Las Cumbras Observatory – Radial Velocity Method
ESO – the Radial Velocity Method for Finding Exoplanets
作者：Matt Williams
內容：“博科園”判定符合今主流科學
來自：Universe Today
編譯：中子星
審校：博科園
解答：本文知識疑問可于評論區留言
傳播：博科園
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截至2017年12月，在所有系外行星發現中，有662項(包括候選項和已證實的發現)均採用徑向速度法檢測，幾乎占總數的30%。
缺點：
徑向速度法也有一些明顯的缺點。對於初學者來說不可能同時用單台望遠鏡觀測成百上千的恒星——正如通過傳輸光術所做的那樣。此外，有時多普勒頻譜儀也會產生假信號，特別是在多行星和多星系統中。這通常是由於磁場的存在和某些類型的恒星活動，但也可能是由於缺乏足夠的資料，因為恒星一般不會持續觀測。然而，通過將徑向速度測量與另一種方法進行配對，可以減輕這些局限性，其中最流行和最有效的方法是傳輸光度法。
雖然區分恒星的光譜和行星的光譜可以為行星的品質提供更好的約束條件，但如果行星圍繞著一顆相對明亮的恒星運行，而行星反射或發出大量的光，這通常是可能的。此外，行星具有高度傾斜的軌道(相對於觀測者的視線)產生較小的可見擺動，因此很難被發現。最後，採用徑向速度法與轉口光度法進行配對，尤其為了確定後一種方法的檢測結果。當這兩種方法結合使用時，行星的存在不僅可以被證實，而且可以精確地估計出它的半徑和真品質。
徑向速度：
使用徑向速度法的天文臺包括歐洲南方天文臺(ESO)La Silla天文臺。該設備利用其3.6米望遠鏡進行外行星探測，該望遠鏡配備高精度徑向速度行星探測器(HARPS)光譜儀。還有位於夏威夷Mauna Kei的凱克天文臺的望遠鏡，它依靠高解析度的光柵光譜儀(雇傭)光譜儀。法國南部的haute - provence天文臺也使用了ELODIE光譜儀檢測了51個Pegasi b，這是1995年發現的第一個“熱木星”。2006年，ELODIE退役，由SOPHIE攝譜儀代替。
依靠徑向速度法的太陽系外行星探測計畫將會大大受益于計畫於2019年部署的詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST)。一旦運行，這個任務將獲得多普勒測量的恒星使用其先進的紅外儀器，以確定外部行星的存在。其中一些將通過淩日外行星勘測衛星(TESS)確認，該衛星將於2018年發射。由於技術和方法的改進，近年來發現了系外行星的飛躍。隨著數千顆系外行星的確認，焦點逐漸轉向這些行星的特徵，以便更多地瞭解它們的大氣和表面條件。在未來的幾十年裡，部分由於部署了新的任務，預計將會有一些非常重大的發現！
參考：
NASA: Exoplanet Exploration – 5 Ways to Find an Exoplanet
The Planetary Society – Radial Velocity
Wikipedia – Methods of Detecting Exoplanets
Las Cumbras Observatory – Radial Velocity Method
ESO – the Radial Velocity Method for Finding Exoplanets
作者：Matt Williams
內容：“博科園”判定符合今主流科學
來自：Universe Today
編譯：中子星
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