但是,当我们用凌日法预测行星时,我们却看不到绝大多数的行星。以美国宇航局(NASA)的开普勒(Kepler)任务为例,该任务通过同时观察10万颗恒星的光度,检测是否有凌日现象,却只发现了成百上千颗行星。难道每百颗恒星中只有那么几颗行星吗?
这明显是不可能的,考虑一下如果开普勒在观察我们的太阳系,而我们的太阳系相对于开普勒的视角是随机定向的,行星横跨恒星的概率由视线方向的轨道大小和恒星大小决定的,这种排列的可能性足以观察到太阳被行星凌日。
开普勒在短时间内只能发现太阳系不到一半的行星,因为水星和火星太小,这意味着它们阻挡的太阳光不足以被我们的行星探测器检测到,而四颗外部巨行星,尽管它们的尺寸很大,但外部行星需要花费很长的时间才会绕轨道一周,如果要让开普勒观察至少两次以上的凌日现象,这需要花费很长的时间。而至少观察两次凌日现象这是将一个天体命名为“候选行星”的必要条件。
所以这意味着如果开普勒在同时观察10万颗与太阳相同的恒星时,它在短时间内只会发现410颗恒星周围总共只有700颗行星。所以这需要很长的时间去观测,而且开普勒只能观测到像地球大小以上的行星。
到今天为止,开普勒已经发现了11000多颗恒星,这些恒星周围总共有18000多颗潜在行星,其中每颗恒星至少有一颗候选行星,周期从12小时到525天不等。我们从中了解到了什么:
- 银河系中有各种各样的行星系统,其中大多数与我们太阳系不同
- 行星围绕着各种各样的恒星运行,包括双星系统和三星系统
- 我们可能只观察到了最够大,离恒星足够近的行星
你可能看到过说银河系中至少有1000亿到2000亿颗行星,这不是一个行星数量的估计值,而是一个数量的下限值,相反,如果要做一个初步估计的话,我们会得到一个数量级更高的数字,那就是在银河系中有近10万亿颗行星!
这个数字甚至不包括所谓的流浪孤星,它们没有围绕母恒星运行。如果我们把这些也算进去的话,我们星系中的行星数量很可能会增加100万倍,这意味着在我们的星系中可能有10^19个行星。
换句话说,根据我们目前所看到的情况,几乎所有的恒星都拥有自己的行星,而根据我们所看到的那些恒星的内部系统,其中很大一部分,尤其是M类恒星很可能在其内部系统中拥有比我们太阳系还要多的岩石行星,更不用说外部行星系统了!
我们宇宙中有多少颗行星随着时间的推移,我们将会继续完善我们的行星探测系统,进一步精确我们的估计值,我们的太阳系的行星数量,可能会略高于银河系恒星系统中行星数量的平均水平,或者略低于平均水平;我们目前还不确定。但是不管它朝哪个方向发展,我们首先要清楚的是银河系中行星的数量,而我们的银河系在宇宙中只是一叶孤舟。
宇宙中至少有2000亿个星系(甚至更多),所以我们很有可能谈论的是一个由大约10^25颗行星组成的宇宙。对于那些喜欢看到巨大的数字被完整地写出来的人来说,这是个机会!在我们可观测的宇宙中,大约有10000,000,000,000,000,000,000,000颗行星,而这只是一个目前估算的下限值!所以下次有人问你银河系、宇宙中有多少颗行星,请你不要慌张,你就抡圆了说,只要高于下限值,都是正确的。
我们要相信这个数字只会变得越来越准备,我们在寻找宇宙中有多少行星的同时,让我们继续寻找,有水、有氧、有生命的迹象的星球!