一个早被预言的诺奖

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科技日报记者 高博

新出炉的物理学诺奖,一半颁给“首次发现类日恒星的行星”。这丝毫不令同行惊讶。媒体“Inside Science”颁奖前就准确预测。复旦大学物理系教授施郁也在2015年预测过这一成就能拿诺奖。

靠高精度器件“拔得头筹”

1995年,日内瓦大学的Didier Queloz(迪迪埃·奎洛兹)和Michel Mayor(米歇尔·马约尔)发现了第一颗围绕类日恒星运行的系外行星。

斯德哥尔摩十月的星空图。在我们的太阳系外发现的第一个绕类太阳型恒星运行的行星是飞马座。它绕着一颗名为飞马座51的恒星运行,只有在天黑时才能用肉眼看到它。但是,形成飞马正方形状的四颗星星很容易识别。

“近代有很多人宣称发现太阳系外的行星,但都被证实是错误的。”天文学家,南京大学教授周礼勇告诉科技日报记者,“1992年才发现了一颗脉冲星的卫星。”

大家真正关心的是类似于太阳的恒星。“这些恒星离我们实在太远了,而且它们的光芒又太亮,望远镜只能看得到这些恒星,根本不可能看得清其周围到底有没有行星在绕着它们转动。”科普名人、国家天文台科学传播中心主任郑永春说。

马约尔和奎洛兹1995年用的是“视向速度法”。周礼勇解释说,利用恒星光谱的“红移”和“蓝移”,确定行星对其运动的干扰。这好比妈妈跟孩子手握手相对旋转。质量大得多的妈妈看似静止,实际上妈妈也在围绕两人的质心转动。恒星小小的走位,导致观察者能看到光谱频率改变(好像运动的火车,汽笛声会尖利或低沉一点)。周礼勇说,借此能计算出行星的质量和轨道。

“马约尔和奎洛兹并不是唯一用这个方法的人。”周礼勇说,“他们率先突破,是因为做出好的光谱器件,测得特别准。”

迄今已发现4000多颗太阳系外行星了。还有几种别的方法,比如“专家”开普勒太空望远镜,用的是凌星法。郑永春解释说:“像日食一样,只要注意一下恒星发出的光芒是否有时候会被挡住,就可判断它们身边是否有行星。”

太阳只是我们银河系中数亿颗恒星中的一颗,应该还有一些行星围绕这些恒星运行。到目前为止,天文学家已经在其他恒星周围发现了超过了4000多个行星,并且正继续在距我们较近的太空区域内寻找。

周礼勇说,现在还有一种很重要的“微引力透视法”,是中国天文学家毛淑德提出来的。

“1995年首次发现的那颗行星,质量相当于0.47个木星,轨道却小于水星,大家没想到这么怪。”周礼勇说,地外行星甚至“第二地球”的大量发现,得益于1995年的那次“刺激”。

周礼勇说,如今马约尔和奎洛兹还活跃在学术前沿,他们在研制精度高一个量级的光谱器件,以便用“视向速度法”发现类地行星。

宇宙学一代宗师

另一位本届物理诺奖得主,James Peebles(詹姆斯·皮布尔斯)则是宇宙学的泰山北斗。

国家天文台研究员陈学雷告诉科技日报记者:“皮布尔斯最有名的成就,可能是提出宇宙大爆炸后有微波背景辐射。其实最早是伽莫夫及其学生提出这个想法,但皮布尔斯继续深入做,在怎么计算辐射,怎么得到准确的预测上,发挥了重要作用。”

陈学雷说:“皮布尔斯另一项重要工作,是研究宇宙大结构怎么生成。或者说,微扰怎么在宇宙演化中放大到今天所见的不均匀。他不是唯一的研究者,但他将物理过程想得比较清楚,而非数学化地处理。”

“宇宙学的很多人是沿着皮布尔斯的方向走下去,所以大家觉得他迟早能够获奖。”陈学雷说,“他的很多研究都是开创性的,就像武侠小说里张三丰创立太极拳一样,能提出一套方法。”

陈学雷说,学术会议上常见皮布尔斯。“我的印象:他是个朴实的、一心做学术的古典意义上的学者。他的研究深度和广度超过了其他人。”

来源:科技日报 文中图片均来自诺贝尔奖官网

编辑:张爽(实习)

审核:管晶晶

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