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只是发现了一颗星,凭什么得了诺贝尔奖?_上海随缘食品经营许可证办理平台

  来源:科学大院   2019年的诺贝尔物理学奖于10月8日公布,有一半的奖金归属了一对师徒——瑞士的天文学家Michel Mayor和Didier Queloz充电“不打架” 米家魔方转换器上手简评_上海随缘食品经营许可证办理平台。 021-56675360 立即咨询

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只是发现了一颗星,凭什么得了诺贝尔奖?_上海随缘食品经营许可证办理平台

发布时间:2019-10-10 热度:

来源:科学大院,

2019年的诺贝尔物理学奖于10月8日公布,有一半的奖金归属了一对师徒——瑞士的天文学家Michel Mayor和Didier Queloz。

授予他们诺奖,是为了表彰他们“发现了一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星” 。我想很多人可能会有疑惑!发现一颗系外行星也能拿诺奖?别想糊弄我,我可是清清楚楚记得。光NASA的Kepler望远镜就找到了几千颗啊!当然凭的是真本事,就让我们一起看一下 。凭什么这师徒二人能够获得诺奖青睐吧!

他们研究的是什么?,

在颁奖词里我们已经知道了,这二位研究的是围绕类太阳恒星的系外行星。

我们在宇宙中是否唯一   ,是人类从仰望星空开始就在不断追问的问题。在太阳系之外的宇宙中!是否还有其他行星存在,也是一些历史伟人们经常思考的问题。

早在16世纪  ,布鲁诺在《论无限的宇宙和世界》中就提出了他对于系外行星的预言。他认为天空中的恒星  !应该都像我们的太阳一样 ,它们的周围也会环绕着行星   。而这些行星也可以孕育自己的生命!牛顿在他的旷世名作《自然哲学的数学原理》一书中提到了同样的可能性 ,通过与太阳周围行星类比  。牛顿的脑海中浮现出的 !是其他恒星周围类似太阳系一样行星环绕的场景 ,

类太阳恒星周围的系外行星  ,就是如上面两位伟人所想的那样   。在夜空中像太阳一样的其他亮星周围!也有行星在绕转,组成其他的“太阳系”。

2、他们如何找系外行星?巧妙的方法,

由于行星自身不发光,所以我们很难直接在其他恒星周围找到可能存在的系外行星。这时候牛顿的万有引力定律又可以来帮忙了!行星自身的质量使得行星和恒星围绕着他们共同的质量中心在转动,那么在地球上的望远镜 。就有可能看到行星引力对于恒星的影响!行星让恒星在天空中轻轻“摇摆”,在视线方向上  。恒星受行星引力作用!时而远离时而靠近我们 ,这种细微的摇摆反应在光谱上  。就会造成恒星光谱整体不断的红移和蓝移  !我们称这种探测系外行星的方法为视向速度法  ,通过这一方法可以估算系外行星的质量这一重要参数。

当时国际上的几个小组就是通过这种方法,长期监测天上的一批恒星。期待发现潜在的系外行星对恒星光谱造成的速度变化 !从而夺取这个领域的第一,这其中就包括Mayor和Queloz师徒   。他们利用的是位于法国上普罗旺斯天文台的一台2米的望远镜和它所携带的当时最先进的光谱分析设备!

这台望远镜被涂成了红色   ,这个中国人眼中的幸运色。也给瑞士人带来了好运  !

3、他们找到了什么?一颗不可思议的系外行星,

功夫不负有心人,师徒二人长期监测绘制出的视向速度曲线。显示飞马座51周围存在一个质量至少有半个木星这么重的天体!每4天绕转一圈,

但这一发现却令师徒二人困惑不已   ,

。

太阳系中距离太阳最近的水星,公转周期也要88天 。这个天体质量巨大却离它的太阳如此之近!他们在一个佛罗伦萨的学术会议上介绍了这个令人不可思议的发现,并寻求其他天文学家的帮助。

美国的天文学家Geoffrey Marcy和Paul Butler ,也在利用加州大学的望远镜做着同样的工作。当得知瑞士同行的发现时 !他们也把自己的望远镜对准了飞马座51   ,并且得到了相似的视向速度变化曲线  。他们还对自己之前观测的其他恒星数据进行再次分析 !又找到了一些类似的信号——巨大的质量、较小的周期  ,

美国人独立观测的数据,从侧面证实了瑞士人的发现。才最终促成了飞马座51b这“第一颗类太阳恒星周围的系外行星”的头衔  !1995年11月 ,Mayor和当时还是他博士生的Queloz在《自然》杂志发表文章。正式宣布他们首次在类太阳恒星——飞马座51周围!发现了系外行星——飞马座51b ,

对于像飞马座51b这种大质量短周期的系外行星,由于距离恒星很近所以表面温度极高。天文学家也给了它们一个形象的名字——热木星  !

4、听说第一颗系外行星不是他俩发现的?凭啥还能拿诺奖?  ,

天文学家一直在不断寻找太阳系之外的行星,

射电天文学家Aleksander Wolszczan 和Dale Frail在脉冲星PSR 1257+12周围发现的两颗系外行星,才是人类首次发现的太阳系外行星。只是发现了一颗星!凭什么得了诺贝尔奖?_上海随缘食品经营许可证办理平台

脉冲星是高速自转的中子星,中子星是一些大质量恒星死亡的产物 。它的密度大到在一个指甲盖大小的体积内!就集中了数吨的重量,又因为脉冲星有强磁场。一直在高速转动并不断向外发出周期性强辐射!这样严酷的环境,周围存在的系外行星肯定跟我们的地球相去甚远。

考虑到我们寻找系外行星的目的 ,还是希望能发现宇宙中其他的生命。虽然这两颗系外行星创造了人类第一次 !但显然科学家还是更希望在跟太阳类似的恒星周围找到行星,而不是在一个死亡的大怪物旁边。

发现这两颗行星所使用的方法是精确的计时方法  ,这一方法发现的系外行星到目前为止也只有几十颗 。并不是寻找系外行星的主流方法 !所以Wolszczan和Frail也就遗憾的与诺奖失之交臂了,

5、美国天文学家的工作就晚了几天,不重要吗?为什么诺奖没有他们的名字?。

前文我们提到,飞马座51b能够拿下“第一颗类太阳恒星周围的系外行星”的头衔 。绝对离不开美国天文学家Geoffrey Marcy和Paul Butler的工作!

Marcy他们的工作确实重要 ,从那之后的数年内  。瑞士和美国这两个小组领导的团队  !几乎包揽了最初发现的几百颗系外行星,其中美国人的发现还要更多一些。他们开启了未来30年系外行星探测的热潮  !

在这一重要发现十年后的2005年,有着东方诺贝尔奖之称的邵逸夫奖  。也将天文奖颁给了Geoffrey Marcy和Michel Mayor!以表彰他们发现第一颗类太阳恒星周围系外行星的巨大贡献,这在当时也就意味着。如果不出意外!两人很可能会在若干年后拿下诺贝尔奖  ,当时大家普遍推测未来美国人和瑞士人会平分诺贝尔奖。

  !

可是意外还是到来了 ,十年一个轮回  。学术上无比出色的Geoffrey Marcy  !被爆出了性骚扰丑闻而名声扫地,更是被所在的加州大学伯克利分校开除  。不知道这跟他最早使用的望远镜被刷成黄色是否有关系……但显然诺贝尔奖已经不可能再有他的名字!

6、说来说去,发现这颗系外行星的意义究竟在哪? 。

有人可能会说了 ,就发现一颗系外行星。这颗星外号热木星!我也不能搬家去那儿  ,不是说诺奖都要颁给为人类作出重大贡献的人吗?所以他俩到底是为啥拿了诺奖呢?。

一句话:1995年飞马座51b的发现  ,改变了人类对于行星形成认知。也开启了系外行星研究的新时代!

早已退休的Michel Mayor教授,依然还继续着对系外行星的探索。他所领导的著名系外行星搜寻项目HARPS计划!是目前世界上精度最高的视向速度探测器  ,

他当年的学生Didier Queloz,也已经成为了剑桥大学的教授。并且活跃在系外行星前沿研究领域!领导着多个欧洲的地面和空间系外行星探测计划,

系外行星作为天体物理学领域的年轻分支,在近三十年来得到了蓬勃的发展。探测方法不断革新  !研究手段有了更长足的进步,研究内容也从最初的寻找行星确定基本性质  。到现在已经可以深入研究行星大气  !

从1995年的第一颗 ,到现在的4000多颗。我们不仅仅知道了系外行星的存在  !还知道了系外行星是在恒星周围普遍存在的,这从一到多的过程  。对于人类的认识无疑是革命性的!

到超级地球再到类地行星,我们已经不仅仅可以发现大个头的系外行星。还发现了更多与我们地球质量大小类似的行星!更多地球兄弟姐妹的发现,无疑也为我们带来了更多的憧憬 。从简单的测量行星周期质量半径   !到现在可以探测到行星大气上可能存在的水分子和氧分子,我们的触手在一点点向系外生命靠近  。

毫不夸张地说 ,Mayor和Queloz的发现  。开启了系外行星研究的新时代!使得系外行星成了当今天文学中最活跃的研究领域之一,

但是系外行星领域毕竟还很年轻,还没有出现类似找到另一个有生命星球这样重磅的发现。他们的得奖多少有些突然!让很多天文学家都没有心理准备,诺奖他们是迟早能获得的。只不过来的比预想中早了一些  !可能这也是诺奖评委会为了激励系外行星和外星生命探索,同时让公众更多了解这一领域的方式。

比所在研究领域的前辈获奖更令人开心的是 ,未来大型的空间地面望远镜。将用更先进的设备进一步深入细致地研究我们近邻的系外行星  !期待人类能够有一天揭开它们上面生命存在的奥秘 ,


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