歐空局/哈伯 （M. Kornmesser 和 LL Christensen）
就在二十年前，宣布發現第一顆圍繞另一顆類太陽恆星運行的行星，我們進入了「系外行星時代」。 在接下來的幾年裡，更多的這類行星被發現。 先是細流，然後是洪水。
這種爆炸性的增長在今年五月發布的一項令人震驚的聲明中達到了頂峰開普勒科學團隊。另外 1,284 顆系外行星已新增到目錄中。 因此，超過 3,000 個其他世界現已被發現。
儘管取得了這些成功，尋找行星仍然很困難。 除了少數例外，我們無法直接看到它們。 即使擁有最大、最強大的望遠鏡，它們仍然迷失在主恆星的耀眼光芒中。 相反，天文學家必須成為偵探，尋找揭示看不見的世界存在的線索。
近年來，已知圍繞其他恆星運行的行星數量呈爆炸式增長，這主要歸功於開普勒航天器的驚人成功。 NASA Ames/W Stenzel，普林斯頓大學/T Morton
幫我找一顆行星：搖擺的星星
迄今為止發現的大多數系外行星都是透過兩種關鍵方法發現的：要么觀察恆星是否擺動，要么觀察它們是否眨眼。 在系外行星時代的第一個十年，最成功的技術是徑向速度法。
在這裡，天文學家從恆星發出的光，將其分解成其組成顏色。 穿過這個光譜的是暗線，它們是構成恆星外層大氣的原子和分子的指紋。 這些吸收線的位置非常精確，並且必須出現在特定的波長。
然而，如果恆星向我們移動，我們會觀察到線條稍微藍移，如果恆星遠離我們，則會觀察到紅移。 運動越快，位移越大。 這為我們提供了尋找行星的工具。
如果一顆恆星有一個伴星（無論是行星、棕矮星還是恆星），兩者將圍繞它們共同的質心運行。 較大的物體會走較短的路線，而較小的物體會走較長的路線。
因此，一顆帶有伴星的恆星會來回移動，每個軌道都有一個完整的振盪。 由於恆星和伴星位於其質心的兩側，因此恆星擺動的周期就是其伴星完成一圈所需的時間。
伴星的軌道越近，其週期越短，擺動越快。 伴星的質量越大，擺動的幅度就越大。 因此，透過追蹤恆星的擺動，我們可以確定行星的軌道周期和距離，並估計其質量。
當然，這並非沒有限制。 恆星的表面動盪不安，像沸水一樣升起和下沉，並且充滿了斑點和缺陷。 這些會給光譜帶來噪音，通常會掩蓋任何行星引起的擺動的微小信號。
這些擺動很小。 對於要探測地球的外星觀察者來說，他們必須能夠測量太陽在一年內的速度變化略低於 10cm/s (0.1m/s)。 熱的相較之下，會在類太陽恆星上引起大於 50m/s 的更大擺動。
更糟的是，軌道周期越長，他們需要觀察的時間就越長，才能捕捉到至少一次完整的擺動，以確保他們擁有一顆行星。 因此，徑向速度技術需要緩慢燃燒，追蹤幾顆單獨的恆星來觀察可能需要數年或數十年才能完成的擺動。
給我找一顆行星：眨眼的星星
用於發現系外行星的凌日方法的插圖。 美國太空總署
近年來，凌日法已成為尋找系外行星最成功的方法。 在這裡，天文學家仔細監測數千顆恆星的亮度，並觀察行星直接經過其主恆星和我們之間時發生的眨眼現象。
只有當行星軌道的方向恰到好處時才會發生凌日，導致它每次軌道都經過恆星前面。 行星距離恆星越近，這種完美結構的可能性就越大。 因此，該技術偏向於尋找短週期行星。
儘管存在這樣的缺陷，該方法仍然非常高效，迄今為止已發現了 2,500 多顆行星。
與徑向速度觀測一樣，凌日技術使我們能夠了解一些它所揭示的行星。 透過觀察多次凌日，我們可以確定行星的軌道周期，從而確定其與宿主的距離。
透過測量凌日期間宿主光線被阻擋的比例，我們可以確定行星的物理尺寸（相對於恆星）。 較大的行星比起較小的行星阻擋更多的光。
因此，該技術也偏向於尋找更大的行星？ 在恆星活動的噪音中，它們的凌日現象更容易被發現。
我們也可以根據凌日來確定行星軌道與我們視線的傾斜度。 如果我們希望透過其他方式跟進這項發現以了解更多關於地球的信息，這尤其有用。
眨眼和搖擺：97%。 那另外百分之三呢？
的NASA 迄今已知的近 3,300 顆系外行星，透過徑向速度或凌日技術發現了 3,170 個。 但其他人呢？
雖然徑向速度技術和凌日方法主導了系外行星的發現，但它們並不是唯一使用的工具。 另外 3% 的已知行星是透過各種不同的方法發現的，包括直接成像、利用。
尋找其他恆星系統周圍的行星已經持續了數十年，現在成果不斷出現。 本系列將探討天文學家用來尋找這些系外行星的一些技術。 在下一篇文章中，我們將描述有助於完成目前系外行星目錄的其他方法，並討論我們尋找其他世界的未來。
