爱华网麻省理工学院的天体物理学家萨拉·西格近二十年来一直在观测太阳系以外的行星，即著名的太阳系外行星。
20世纪90年代发现第一批这样外行星时，很多人对其真实性表示质疑。自那以后，随着技术的发展，我们已观测到6000多颗外行星，其中大部分是巨型气体星球。
今天，观测到的外行星数目每周都在增加。
如此之多的行星从未知中冒出来，人们开始争先恐后地寻找与地球最相似的星球。富含液态水的岩石星球就像地球一样，适合生物生存。
西格对于如何探索充满自信。
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“这些都不是行星！”
仅仅通过天文望远镜，是很难看到外行星的。这是因为来自这些母恒星的光芒太刺眼，其大小特性与太阳相比极其不同。这一过程通常被形象地描述为试图从数千英里之外发现一只环绕灯塔的萤火虫。
“像太阳这样的恒星，每五颗中就有一颗行星上有液态水。”——麻省理工学院教授萨拉·西格
1995年，在观察恒星是否会因受到其它星体的引力而轻轻摇动时，间接发现了第一批外行星。
此时，西格作为哈佛大学研究生，正为申请博士学位寻找课题。她被遥远外行星这一新领域深深吸引了。
“因为这批行星是被间接发现的，大多数人不相信这是真的。他们问我‘你为什么要做这个？它们根本就不存在啊！',"西格说。
但他们的说法并不一定就是错的。波动也可能是由其它因素引起的，比如随着时间的推移，因波动监测到的一颗恒星和几个行星实际上并不存在。
但随后人们为使搜寻容易些，发明出一种不同以往的技术——凌日。当行星移动到母恒星前面时，导致恒星光线变暗。
“一颗行星通过摆动技术展示凌日：按预测时间精确地移动到恒星前面，这基本上是无可争议的。”西格说。
事实证明系外行星的确存在。
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十张照片：美妙奇异的系外星球
第一幅
让木星相形见绌的行星——HD-106906是一颗气态行星，体积是木星的11倍。由于受到巨大的引力冲击，HD-106906位于其所在的恒星系统边缘，然而形成之初，其原始位置应该位于该恒星系统的中心区域。
第二幅
熔岩炼狱——开普勒-10距离其母星的距离还不到水星到太阳距离的20分之1。白天温度超过1300摄氏度（2500华氏度），比地球上熔岩温度还要高aIhUaU.com。
第三幅
真实版“塔图因”—这颗类似木星的行星位于距地球149光年的-188753系统中，拥有三个“太阳”。主恒星质量与我们的太阳相似。人们将这一系统比做了《星球大战》中卢克·天行者的故乡塔图因星球。
第四幅
宇宙中一年时间最长的星球——开普勒421是一颗与冥王星大小相同，拥有凌日现象的系外行星。它的运行周期为704天，是迄今为止人类已知的最长系外行星轨道运动周期。开普勒421围绕一颗橙色的型恒星运转，这个恒星的比太阳的温度和亮度都要低，位于距地球1000光年的天琴座内。
第五幅
拥挤的周遭——宇航员发现了两颗大小近地球三倍的行星，其母恒星类似太阳，它们置身于拥挤不堪的行星簇中，在距离地球大约3000光年的天鹅座中静静转动。
第六幅
红矮星——在艺术家的概念里，这颗假想星球的两条卫星轨道都允许红矮星围绕其转动时处于宜居带内。距太阳最近的星球中，大多数为红矮星。
第七幅
首颗类地行星——开普勒186是首颗被证实与地球大小类似的在宜居带内围绕母恒星运转的行星。它与恒星之间的距离使行星表面溢出液态水成为可能。
第八幅
超级金星——被称为“超级地球”的开普勒-69与金星极为相似。该行星处在宜居带，其母恒星与太阳类似，在距地球2700光年的天鹅座内运行。
第九幅
微观世界——仅仅在银河系形成20亿年时，开普勒—444就诞生了。这一密集的恒星系统拥有五颗行星，按大小排列，最小的和水星差不多，最大的和金星相似，绕恒星转的运行周期不到10天。
第十幅
地球的大表哥——这幅作品对地球（左）与开普勒452进行了比较，后者体积为地球的1.6倍。两颗行星都是围绕着拥有相似温度的2类型恒星运行；然而，开普勒452的母恒星形成时间已达60亿年——比太阳大1.5亿年。
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外星大气层
西格不仅仅满足于探索那些遥远的星球。她还把目光投向更具体的东西——这些星球的大气层。她是第一人。
“大气层之所以重要，是因为依赖他们可以寻找生命的迹象:我们致力于观测那些不属于地球，可能是其他生命体产生的气体，”她解释道。
但如果观测系外行星就非易事，那么探究大气层岂不是更加困难？幸好科学家们有的是办法，这时恒星发出的光就可以派上用场了。“星球凌日时，借助其发光状态，我们完全可以将其大气层成分细细推敲出来，”西格说。
这种分析过程和观察彩虹极为相似。
“如果你近距离观察彩虹，你会发现每种颜色间总是出现一条细细的黑线，就像彩虹却掉了几片。出现这种现象的原因是地球大气层吸收掉了一部分光线。
这些黑线就像某种特殊气体的指纹，利用特殊工具就可以“解码”这些气体。1999年，西格提出，造成这一现象可能是一个特别的元素——钠。
“它像臭鼬喷出的恶臭一样：只要一点点就会留下一个大大的鲜明标志，”她说。
如何观测到系外行星大气层
事实证明，西格说的的确没错——两年后人们利用哈勃望远镜完全证实了她这一说法。
人类发现的第一颗系外行星“热木星”的大气层中就含有钠元素。这些比地球大很多倍的巨大气态星球，和木星一样，运行轨道极其接近其恒星,令恒星温度极高。
由于体积庞大，“热木星”是最容易被发现的系外行星，至今，已发现过上百次。但是由于表面不是固态的,它们和地球截然不同。
为了发现生命迹象,我们要找寻像地球那样的小岩态行星。
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宜居带
搜寻岩态行星比搜寻“热木星”难多了，主要因为前者体积太小了。当探寻大气成分时，我们的关注点不是钠。
“行星大气成分中，我们最想看到的是水蒸气，”西格说道。
我们能在像木星那样的巨行星上看到水蒸气的踪影，因为这是它们大气中的天然成分。“而岩态行星上还未发现水蒸气的踪影。”
若在岩态行星上发现了水蒸气，则足以说明该行星上存在液态海洋，因此可能存在生命体。“水是地球上一切生物的必需品，而我们认为所有生命体都离不开液态环境，”西格说道。
生命的创造离不开液态环境是有理论支撑的，即分子化学反应需要液态环境，以生成其他物质——例如生命体。“而水则是星球上最丰富的液态环境，”西格说道。
一个星球必须满足一些基本条件才能有液态水的存在。该星球的地表温度不能太高，否则液态水会完全蒸发，但也不能太低，否则又会冻结成冰。这些都取决于该行星与其母恒星之间的距离：以上两种情形对应的分别是太近或太远。
天文学家称这一理想位置为“宜居带”,灵感来源于儿童故事《三只熊》——年轻的金凤花姑娘喜欢熊宝宝的粥“不凉不热,刚刚好。”
在宜居带内寻找行星
这样的行星并不罕见,但是搜寻到它们是个挑战，困难重重。
“像太阳这样的恒星，每5颗中就有一颗的行星上有液态水。虽然事态瞬息万变，这个数据可能是错误的，但是可以确定的是小岩态行星并不稀有，”西格说道。
光是银河系中，像地球这样的行星就有几十亿颗。
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银河系最佳
迄今为止发现的6000颗行星,大约2000已确认是真实存在的——其余行星的认证工作还在进行中——不过只有约30颗是潜在宜居星球。
2014年，美国航天航空局在“宜居带”发现了第一颗绕母恒星运行的地球大小的行星。该行星是由开普勒太空望远镜发现的——遂命名为开普勒186,在距离地球约500光年的天鹅座内运行。放眼整个银河系，该行星相当于我们地球的邻居，因为整个银河系越长100，000光年。该行星的大小约为地球的1.1倍。
美国航天航空局认为“该行星的发现意味着我们朝找到地球类行星迈进了至关重要的一步”，开普勒186的母恒星是一种叫做红矮星的常见星体，大小约为太阳的一半。 然后在2015年，天文学家发现了首个围绕着于太阳同类型恒星旋转的类地行星，并将其命名为开普勒425。人们称其为“地球的大表哥”，因为该行星的直径为地球的1.6倍，公转一周需要385天，十分接近地球的365天。
不过，以我们的现有科技水平，除了系外行星的大小及其距离自身母恒星的远近以外，很难知晓有关该行星的其他信息。
但是，改变即将来临。
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天空新“眼”
大部分系外行星的发现工作都是由开普勒空间望远镜完成的，并且都命名为“开普勒……”。开普勒空间望远镜于2009年发射，现在由于发生故障已进入应急运行模式，距离地球7500万英里远。
为了研究“地球潜在兄弟”的大气成分，科学家们需要新的天空之眼。
现在，西格能够研究大气成分的系外行星屈指可数，而且都是气态巨行星。不过，美国航天航空局预计于2017年启动一个新项目，她已参与其中，旨在侦查位于宜居带的最明亮的近地行星，以找寻小岩态行星。
这个两年计划简称为（TESS，凌日行星调查卫星），旨在收集数据，然后输入到詹姆斯·韦伯空间望远镜中，该望远镜预计于2018年发射，是下一个哈勃空间望远镜。“这将不同凡响，”西格说道。
上世纪60年代，美国航天航空局尚处在开拓时期，詹姆斯·韦伯空间望远镜就是取名于那时的局长之名。该望远镜的主镜大小是哈勃望远镜的5倍，因此能以前所未有的清晰度观测宇宙。该望远镜通过借助特殊仪器阻挡系外行星的寄主星的刺眼强光，使得系外行星的可见度更高，以提供系外行星的直接成像。借由此，西格和其他天文学家将能站在一种前所未有的高度研究系外行星。
西格相信他们研究的许多行星都将是他们一直在寻找的含有液态水的岩态行星。
“我坚信他们就在那里等着我们去发现。”
（原文作者：Jacopo Prisco）以上是用户分享关于“行星猎人”- 寻找另一个地球的资料希望对您有所帮助了，感谢您对爱华网的支持！
