當?shù)貢r間3月21日，美國宇航局宣布了一條令人振奮的消息：人類確認發(fā)現(xiàn)的系外行星數(shù)量正式突破5000顆！
20世紀末，天文學家首次發(fā)現(xiàn)了系外行星。盡管當時的天文學家也相信其他恒星可以擁有行星，但是在如此遙遠的距離下發(fā)現(xiàn)這樣小的天體，還是能夠讓人感到不可思議。
從那時候開始，天文學家就開始了發(fā)現(xiàn)系外行星的步伐，并且建立了許多尋找系外行星的科學方法。其中，凌日法和徑向速度法是最重要的手段，這兩種方法幫助天文學家發(fā)現(xiàn)了絕大部分人類目前已知的系外行星。
所謂的凌日法，就是指一顆系外行星在運行到宿主恒星和地球之間的時候，會導致我們觀測到的恒星亮度有微弱的變化。至于徑向速度法，則是利用行星引力對宿主恒星的拖曳作用，導致恒星發(fā)生擺動，光譜呈現(xiàn)出變化來。
（圖片說明：系外行星藝術圖）
這兩種方法的確非常有效，但也有各自的弊端。尤其是凌日法，要求地球必須位于這顆系外行星所在的軌道平面內(nèi)，否則這顆行星無法運行到地球和宿主恒星之間。而且，這顆系外行星還不能太遠，否則宿主恒星本身就過于黯淡，人類現(xiàn)有的設備觀測起來本身就非常困難，更不要提看到它的亮度變化了。
比如美國宇航局在2009年發(fā)射的開普勒太空望遠鏡，就是專門利用凌日法來尋找系外行星的。即便是對于開普勒來說，最多也只能觀測到10000光年內(nèi)的系外行星，對于更遠的系外行星，它就無能為力了。
（圖片說明：開普勒太空望遠鏡）
不過，天文學家還是從開普勒的數(shù)據(jù)中，打破了界限，發(fā)現(xiàn)了一顆極其遙遠的系外行星。打破這個界限的難度是很大的，他們不僅借用了開普勒的數(shù)據(jù)和凌日法的原理，還通過另一個天體物理學現(xiàn)象的結合，才取得了這樣的發(fā)現(xiàn)。這個天體物理學現(xiàn)象，就叫做微引力透鏡效應。
關于引力透鏡效應，我們介紹過很多次了，這是根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論引申出來的現(xiàn)象。
（圖片說明：引力透鏡效應示意圖）
廣義相對論指出：引力可以扭曲周圍的空間，導致途經(jīng)這里的光線也發(fā)生偏折。如果一個天體（前景天體）擋在地球和另一個天體（背景天體）之間，那么原本它可以擋住背景天體，但它的引力會導致背景天體的光線經(jīng)過偏折傳播到地球上，被我們觀測到。
這種偏折類似于凸透鏡產(chǎn)生的偏折效果，所以叫做引力透鏡效應。我們知道，凸透鏡也就是我們通常所說的放大鏡，所以引力透鏡效應不僅可以讓我們看到在空間上被遮擋的天體，甚至還可以放大其圖像，讓我們看得更清晰。
至于微引力透鏡效應，就類似于引力透鏡效應和凌日法的結合。
（圖片說明：微引力透鏡效應示意圖）
當一顆前景恒星運行到背景恒星和地球之間時，會導致背景恒星的亮度產(chǎn)生變化。與此同時，如果前景恒星附近有一顆系外行星，那么它也會給背景恒星的亮度造成干擾。如果天文學接連看到一顆背景恒星連續(xù)出現(xiàn)兩次亮度的變化，并且只發(fā)現(xiàn)了其中一顆前景恒星，那么另一顆就極有可能是它的行星了。
正是通過微引力透鏡效應，天文學家們才有機會發(fā)現(xiàn)更多的行星。
有了巧妙的方法，還得有正確的觀測方向。英國卓瑞爾河岸天文臺的Eamonn Kerins博士介紹說：一顆背景恒星受到行星影響的概率，大約是幾千萬甚至幾億分之一。因此，如果漫無目的地通過這種方向尋找系外行星，效率是相當?shù)偷摹?/p>
不過，銀河系中有一個地方，擁有著密集的恒星，可以大幅提到天文學家利用微引力透鏡效應發(fā)現(xiàn)系外行星的效率，那就是銀河系中心。這里有數(shù)以億計的恒星，開普勒望遠鏡在2016年對這里進行了長達3個月的觀測，獲得了大量的數(shù)據(jù)。
在即將發(fā)表于《皇家天文學會月刊》上的一篇論文中，研究人員介紹說：他們在這些數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了5個可能代表著系外行星的證據(jù)。由于開普勒望遠鏡的軌道比較特殊，它的觀測數(shù)據(jù)和地表的觀測數(shù)據(jù)可以形成三角測量法，這讓研究人員們有機會驗證了這5個證據(jù)，并確認其中一個確實來自于系外行星，他們將其命名為K2-2016-BLG-0005Lb。
（圖片說明：K2-2016-BLG-0005Lb的發(fā)現(xiàn)示意圖）
根據(jù)觀測，K2-2016-BLG-0005Lb和地球的距離是17000光年，這是開普勒此前發(fā)現(xiàn)最遙遠的系外行星距離的兩倍左右！
不僅如此，研究人員還獲取了其他一些數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)，K2-2016-BLG-0005Lb是一顆質(zhì)量略大于木星的行星，這意味著它應該是一顆氣體巨星，而且其軌道半長軸也和木星差不多。它的宿主恒星比我們的太陽小一點，是后者的60%左右。
關于它的更多信息，目前現(xiàn)有的儀器都無法獲得。而且遺憾的是，這種微引力透鏡效應發(fā)現(xiàn)的行星也有一個弊端，那就是發(fā)現(xiàn)本身就具有偶然性，我們不一定什么時候才能遇到下一次對它進行觀測的機會，這樣的機會甚至可能在很多人有生之年都無法再次出現(xiàn)。
（圖片說明：K2-2016-BLG-0005Lb的發(fā)現(xiàn)圖像）
作為弊端的另一面，這種方法也有其獨特的優(yōu)勢。首先就是它能夠讓人類發(fā)現(xiàn)更加遙遠的系外行星，大大拓展了我們的視野。另外，和凌日法、徑向速度法通常只能發(fā)現(xiàn)距離宿主恒星很近的系外行星不同，微引力透鏡效應可以讓我們發(fā)現(xiàn)距離宿主恒星比較遠的氣體巨星，而且天文學家認為，氣體巨星就是在這樣的距離上形成的。
（圖片說明：羅曼太空望遠鏡）
在未來，美國宇航局還將發(fā)射更加強大的望遠鏡，嘗試通過這種方法尋找系外行星，那就是南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡。這臺望遠鏡有望利用微引力透鏡效應，在銀河系中心發(fā)現(xiàn)1400顆系外行星，其中甚至包括100顆質(zhì)量和地球差不多的行星。期待它早日升空。
