怎么才能找到类地系外行星？
近日，澳大利亚的一架望远镜安装上了一个功能强大的工具，它将帮助寻找类地系外行星。这个被称为Veloce的仪器用于观察由轨道行星引力拖曳引起的恒星摆动现象，其专门拿来研究红矮星--宇宙中最常见的一种恒星类型。根据NASA公布的数据显示，目前已有3800多颗确认围绕太阳以外恒星运动的行星，但考虑到它们相对暗淡所以需要展开间接的观测。
刚刚退役的开普勒太空望远镜或最新发射的苔丝(TESS)等望远镜采用的最常见技术就是通过所谓的凌日法观察行星在恒星前面掠过的阴影。但这并不能告诉人们一切东西。不过一些仪器可以通过观察恒星的径向速度来支持前面的观测。这种运动的大小可以让天文学家更好地去了解这些行星的质量。而正是Veloce所要做的，这个仪器最近被安装在了位于南威尔士澳大利亚国立大学赛丁泉天文台的英澳望远镜(AAT)上。
新南威尔士大学系外行星科学家Chris Tinney指出，Veloce将是他们能够探测到行星在其主恒星上产生的微小速度摆动，而这台仪器是澳大利亚首个能够提供测量极小行星所需的超高速度精确度的设备。Veloce特别适合研究红矮星周围的行星，并且它也是南半球唯一的该类型仪器。它作用于暗淡恒星发出的光的波长，而由于任何适合居住的行星都需要很好地靠近这些相对较冷的恒星以保持温暖，所以它们在恒星中引起的摆动更加明显。
据悉，Veloce从今年9月开始投入使用，它首先要观察的对象是类似于太阳的恒星Tau Ceti，然后它将对那些已知主行星或非主行星展开继续研究以此来测试仪器的稳定性。它展开的第一项工作就是帮助确认了苔丝在其第一个月观测中发现的75个系外行星的一部分。Tinney表示，Veloce是南半球为数不多可以将那些候候选行星转化为具有测量质量的确认行星的设施之一，“它是唯一一个对适用于观测这些微弱、红色M矮行星寄主的红外波长有效的仪器。
如何判断一颗系外行星是否宜居？
在对太阳系外世界的无尽探索中天文学家们发现了各种类型、不同大小和环境的行星，从冰冷的岩石世界到巨大的、热气腾腾的巨型行星，它们的轨道离恒星如此之近，以至于它们仍旧存在的事实成为了一个奇迹。对于寻找地球以外生命的科学家来说，这使得他们的工作异常困难，不过近日康奈尔大学的天文学家建立了一个他们认为可以帮助展开这项工作的模型。
这是一种气候“解码器”，它可以根据从行星上发出的光来收集有关该行星是否适合居住的信息。他们已将相关研究成果发表在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》上，这将有助于让系外行星研究人员将注意力集中在最有可能孕育生命的行星上。天文学家发现的大多数系外行星都没有生命存在的可能性，它们表面要么太过寒冷要么太过炎热。
然而当科学家探测到宜居带内的岩石世界时，事情就变得有趣多了。关于一颗行星，即使它离我们有很多光年远但我们仍有办法收集到数量惊人的信息。通过新研究中的气候“解码器”，科研人员可以利用这些数据获取有关系外行星表面温度的线索及生命在那里的可居住性。研究报告的撰写者之一Lisa Kaltenegger在一份声明中说道：“根据恒星的种类和系外行星的主要颜色或反射反照率，行星的颜色可以减弱恒星释放出来的一些能量。
科学家是怎样观测太阳系外行星的？
宇宙空间的尺度大得令人绝望，即使是离我们最近的恒星，在我们用望远镜看起来都只是一小团光点，而围绕着它们运行的行星（如果有的话），其体积和质量还要比主恒星要小很多。一般来说，行星的体积和质量都不可能支持其发生核聚变而发光的，行星所发出的光都是反射光，而这些微弱的光芒通常都会被恒星发出的强光所掩盖，太阳系外的行星是很难被直接观测到的。
长久以来，能够确切的证实“在太阳系外有行星的广泛存在”这一目标是天文科学家一直所追求的，为此天文科学家们想出了很多方法，现在我们就来简单的了解一下。假设我们在一根棍子拴上绳子，并在绳子的末端绑上一个重物，然后我们有规律的摆动棍子，重物就会围绕着棍子做圆周运动。当我们停止动作的时候，重物依然会在惯性的作用下围绕着棍子运动，这时我们就可以观察到在重物牵引力的作用下，棍子也会跟着一起摇摆。
同理，当一颗行星在围绕着它的主恒星运行时，在行星的引力作用下，主恒星也会产生摇摆，其摇摆的程度与行星的质量成正比关系。根据多普勒效应，当一颗恒星向观测点靠近的时候，它的光谱会偏向蓝色，而当它在远离观测点的时候，它的光谱则会偏向红色。值得一提的是，现代高精度的光谱仪可以将这个移动速度精确到每秒钟1米！天文科学家利用这些先进的观测设备对目标进行长时间的观测，在固定时间段内，如果观测目标会进行周期性的摆动，就可以推断出该恒星受到了其它天体的引力作用。
但这时还不能确定这个天体就是行星，因为在宇宙中存在着大量的双星系统，两颗相领的恒星也有可能会产生这种情况。因此天文学家会根据已观测到的数据对这个天体的质量进行计算，如果这个天体的质量远小于恒星，那就可以肯定它是系外行星了。这种观测方法被称之为“多普勒效应法”，是目前天文科学家观测系外行星的主要方法之一，但这种方法有一个缺陷，那就是它只能测出行星的质量，而测不出行星的体积。
为了能够测出系外行星的体积，天文科学家使用了另一种方法。当一颗系外行星在穿越其主恒星与观测点之间时，它会遮挡住主恒星的一小部分光线，这种微小的光线改变可以被我们灵敏的望远镜捕捉到。当我们用望远镜长时间的观测目标时，如果发现观测目标所发出的光线在规律的出现变暗，并且会持续一个固定的时间段，那就可以推断出系外行星的存在了。
行星从恒星和观测点之间穿过这种现象被称为“凌日”，所以这种观测法就被称之为“凌日观测法”，由于在凌日过程中主恒星的光线变暗程度与行星的体积成正比，所以利用这种方法可以方便的测量出系外行星的体积。这两种方法是目前天文科学家观测系外行星的主要方法，通过对两种方法综合应用，我们就可以清楚的了解到系外行星的质量和体积，从而计算出它的密度。
另外，在凌日的过程中，主恒星发出的光会透过系外行星的大气层，科学家们就可以通过对这些透过行星的光线所形成的光谱进行分析，从而推测出该行星的元素组成。目前发现的系外行星大多是通过以上两种方法发现的，顺便提一下，通过光谱分析，天文科学家在上个世纪还发现了一颗黄金做的星球，只是离我们太远不能开采，真是可惜。
开普勒太空望远镜是怎样探测系外行星的？
谢谢邀请。在探测地外行星的方法当中，目前最为常用的一种方式就是凌星法，开普勒望远镜就是利用这种方式。而且不仅仅是开普勒望远镜，而且到目前确认的将近4000颗行星当中，大多数的行星都是利用这种方式（下图中的绿色）发现的。接下来让我们来看一下什么是凌星法。因为我们注意到，行星在围绕恒星绕转的过程当中，当行星转到恒星前面的时候，因为行星自身不发光，所以它会遮挡住来自于恒星的辐射，从而使得恒星的亮度在某一段时间内发生降低，而且这种降低是周期性的，从而可以判断行星的存在。
对于木星大学的行星，遮挡的亮度变化大约为百分之一，所以实现起来相对容易很多。除过凌星法之外，探测行星的方式还有好多种，比如说视向速度法，就是利用恒星绕转过程中，会使得某些谱线发生红移和蓝移效应，从而可以验证行星的存在。除此之外，还有微引力透镜效应，直接成像等方法，但是最后两种方法，应用范围都是很有限，所以观测到的行星数目也是很有限。
科学家应该怎样才能更好地去发现系外行星？
寻找支持生命的类地行星不仅仅需要强大的太空望远镜，显然它需要的更多。为此，NASA的一个项目正在探索将带来科学突破的一把太空伞和一些高超的飞行技术。截止到目前，NASA的开普勒等太空观测任务已经在所谓的宜居带发现了数千颗系外行星。然而，许多潜在的候选者很有可能就藏在人们的眼皮底下，只是目前的这些仪器无法看到而已。
所以对于科研人员来说，他们面临的问题不仅仅是制造出一个足够强大的太空望远镜，而是要改变人们识别系外行星的方式。来自NASA喷气推进实验室的工程师们认为，如果想要变得更有创造力，人们不仅需要在某些区域加大在太空中的视野，同时还需要在其他一些区域进行模糊化处理。作为NASA系外行星探测计划(ExEP)的一部分，科研小组正在研究通过有效阻挡可能淹没敏感仪器的强光来看看恒星阴影可能会如何改善情况。
天文望远镜可以看到几十亿光年外的星系，为什么看不到一个星球的表面？
谢邀。天文望远镜可以观测到非常遥远的星系，距离可达几十亿光年，甚至一百多亿光年。以哈勃太空望远镜为例，它可以看到宇宙诞生只有4亿年时的星系，这意味着该星系的光行距离高达134亿光年。然而，即便是强大的哈勃，也无法看到离我们不远的系外行星的表面，尽管最近的系外行星（比邻星b）的距离只有4.2光年。就算是太阳系中的冥王星，哈勃也无法看清它的表面。
直到NASA的新地平线号探测器在2015年飞掠冥王星之时，人类才得以首次目睹冥王星的真容。那么，是什么限制了天文望远镜的观测能力呢？天文望远镜之所以可以观测到遥远的星系，但却无法观测到邻近系外行星的表面，原因就在于星系的尺寸远远大于行星。星系的尺寸极其巨大，至少有几千光年（几亿亿公里），甚至几十万光年（几百亿亿公里）。
所以即便在很远的地方观测星系，它们看起来仍然不会显得很小，望远镜可以看到它们。而行星的直径一般只有几千公里到十几万公里，尽管系外行星距离很近，但它们看起来非常小，望远镜无法看到它们。这就好比我们可以看到远处的高大建筑，但却看不到近处的微小细菌。天文望远镜的口径在很大程度上决定了其极限分辨角（还有一个影响因素是观测波长），具体可以通过如下公式来计算口径：口径=1.22×波长×距离/观测物体长度为了观测到4.2光年外的比邻星b表面上一个直径100公里的物体，天文望远镜的口径就要大到242公里。
科学家发现系外行星有哪些方法？只靠普通望远镜有些系外行星估计根本看不到，咋发现？
寻找并发现系外行星的主要方法有：径向速度或多普勒法、直接影像法、微引力透镜法、凌日观测法、凌日时间变分法、天体测量法、脉冲星计时法、恒星盘观测法等。其中最主要的方法是凌日法。上图是历年来发现的系外行星数量，其中的绿色表示使用凌日法发现的比例，蓝色表示用径向速度法发现的比例，其它的可以忽略了。凌日法如果一颗行星从母恒星的前方经过（凌），能观测到恒星的亮度下降了一点点。
变暗的数值取决于行星的大小、恒星的大小，还有其它的因素等等。虽然这种方法可能被其它因素干扰而有必要做进一步的确认，但它是目前发现系外行星最有效的方法。这种方法可以得到行星直径，甚至还能够透过光谱研究行星的大气层。如果配合径向速度法，还可以获取更多信息。径向速度或多普勒法行星绕着恒星公转时，恒星也会绕着共同的质中产生微小的移动。
径向速度法就是测量它远离或接近地球的速度，这可以通过多普勒效应产生的光谱变化检测出来，多普勒光谱测量可以发现极小的速度变化。这也是目前发现系外行星最有效率的方法。缺点则是无法确定行星的质量，只能大致推算行星质量下限。如果可以从恒星的径向速度区分出行星本身的径向速度，就可以测量出行星的准确质量。还有一个限制是因为这种方法需要很高的信噪比，目前的技术只能检测出距离160光年以内的系外行星。
这种方法也常用作确认凌日法的结果，共同使用有助于推测行星的准确质量。凌日时间变分法当一颗恒星周围有多颗行星时，这些行星相互之间会对其它行星的轨道产生微小的摄动。一颗行星凌日周期的微小变化可以揭示可能有另一颗行星的存在，即使那颗行星没有发生凌日。重力微透镜法恒星的引力场产生的引力透镜会放大遥远背景恒星的光，系外行星的存在会导致探测到的恒星光度随时间推移产生异常的变化。
这种方法的优点是对距离母星非常遥远的行星也非常敏感。但是这种方法发现的系外行星占比很小。天体测量法天体测量法包括精确测定恒星的位置以及随时间推移发生的位移，行星的重力会影响恒星运动，并被观测到。因为这种移动非常的微小，这种方法并不是很有效。它只产生了几个有争议的发现，不过能有效的用于检查其他方式发现的行星。
脉冲星计时法脉冲星是超新星爆发后残留的转速极高的中子星，转脉冲星发出极有规律的电磁脉冲信号，和恒星一样，脉冲星也会有行星，也会受其行星影响而运动，因此脉冲的轻微异常会显示脉冲星的移动。这个方法的敏感度是现有方法中最高的，甚至能检测到质量只有地球十分之一的行星存在。然而脉冲星非常罕见，所以难以用这方法发现大量行星。
恒星盘观测法很多恒星都被尘埃构成的恒星盘包围，这些尘埃会吸收恒星的辐射并释放出红外线而被观测到。在太阳系附近的恒星之中，有超过15%被发现有尘埃盘。有些尘埃盘中间有环缝或形成团状，都可能表示有行星在清理其轨道，或尘埃受到行星引力影响而结集。直接摄影法因为行星相比于恒星是非常暗淡的，它们通常只有母恒星百万分之一的亮度，一般都会被恒星的光芒掩盖，所以想直接发现系外行星几乎是不可能的。
只有用技术水平很高的方法遮住恒星的光芒减少眩光，才能被光学望远镜观测到。不过在某些特殊情况下，现代的望远镜也能直接拍摄到系外行星的影象，比如这个行星体积特别大，甚至比木星大很多，或与母星距离较远，以及较为年轻，温度较高而放出强烈的红外线的系外行星。虽然目前绝大多数的太阳系外行星只能以间接方法检测出来，但随着人类建造的望远镜分辨率越来越高，直接影像法在将来可能成为最重要的方法。
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