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2012 年 2 月 8 日

太陽系外行星特展 (8)：重力微透鏡法找尋太陽系外的行星系統

文字提供 : 陳輝樺

說明 : 我們有什麼樣的方法可以找尋到太陽系外的星球呢？尤其是想如何地在一顆明亮的恆星周圍去分辨出並不是自行發光且適合生物生存的行星體？或許你可以想出很多種辦法來，但這幾天我們將介紹現今天文學家常用的幾種方法來供你參考。前幾天我們已介紹了都卜勒效應 (Doppler effect) 的方法、凌日變光的觀測法 (Transit method) 、掩星觀測法 (Occultation)、恆星自行天體測定法 (Astrometry) 、脈衝星計時法 (Pulsar timing) ，今天我們再介紹「重力微透鏡法」 (Gravitational microlensing) 找尋太陽系外的行星系統。

依據愛因斯坦廣義相對論，知道當光經過有物質分布的彎曲時空時，會造成光的偏折現象。使得我們從分析這些藉著望遠鏡拍攝下為數不少的壯麗「重力透鏡」成像照片所顯示的形狀，可以推論光從光源行進到我們所在位置之間所路經的物質分布和它們運行的情形，尤其是對於一些仍未被我們發現的黑暗物質的分布及其運行之瞭解，從重力透鏡所顯現的照片中來解讀，更顯其重要性。又因光源、透鏡和觀測者三者位置間的不同，略可窺知數種不同的重力透鏡效果。若是一較小的物體通過觀測者和光源之間時，則會呈現仿如透過酒瓶觀看單一街燈，會有多重影像的現象，如上圖所呈現的微重力透鏡的效果，在不同的時間所攝得的照片，可分析出光源、透鏡和觀測三者間的位置變化。美國太空總署 (NASA) 哈柏太空望遠鏡 (HST)和史匹哲太空望遠鏡 (Spitzer)在過去的 10 年當中，已經觀察到數千次的此類f情況。如果作為前景的恆星擁有行星，那麼也可以探測到行星重力場貢獻的透鏡效應。由於這需要非常精準的對齊，才能偵測到行星的微重力透鏡效應。雖然，這是目前已知唯一有能力在主序星 (main-sequence stars) 周圍找出質量類似地球大小行星的方法。不過，這種方法有一個顯著的缺點，因為恆星對齊的相同情況永遠不會再次發生，因此這種方法不能重複，以致於難以認證。

明日主題 : 太陽系外行星特展 (9)：拱星盤法找尋太陽系外的行星系統

天文史上的今天 : 1957 年 2 月 8 日，猶太裔美籍數學家約翰尼斯里德柏 (John von Neumann，1903.12.28.-1957.2.8.) 逝世。他是現代電腦創始人之一。他在經濟、電腦、量子力學及數學多方面領域有著重大貢獻。
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    主編 : 陳輝樺
         諮詢服務 : 陳輝樺或 (NMNS 國立自然科學博物館)
                        蘇明俊 (樹德科技大學休閒事業管理系)

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