作者|周已皓
审核|郑成卓、邹乾一
编辑|史玲玲
飞马座51b是一颗围绕着飞马座51恒星公转的系外行星，也是人类第一次在类太阳恒星周围发现行星系统，它的特殊地位和独特的物理属性引起了科学家们的极大兴趣。
飞马座51b艺术想象图（图片来源于ESO）
1995年,早在Mayor和Queloz在Nature上发表论文，宣告真正意义上的系外行星科学诞生之前, Queloz其实已在自己的博士论文附录中叙述了关于飞马座51b存在的猜测。在附录中他是这样描述的：“在法国上普罗旺斯天文台使用1.93米望远镜配套的第一代光纤光谱仪ELODIE观测飞马座 51时，有一个无法消除的周期性视向速度摆动，周期只有4.2天。”通过计算发现，造成这一波动的物体质量大约在0.5-0.6个木星质量之间，不太像是一颗“隐形恒星”的“体重”，那么会不会是一颗距离母星极近的、轨道周期大约只有4天的类木星行星呢？起初，Mayor和Queloz对此非常谨慎，但在进一步观测后，他们终于相信，这是人类发现的第一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星！
飞马座 51b的发现，彻底改变了人类对自身在宇宙中地位的看法，虽说之前也在脉冲星附近发现过一些系外行星，但那种环境已被证明不可能适合生命存在，后续的研究更是表明，那几颗“系外行星”更可能是系外行星残骸。宿主恒星在生命末期发生超新星爆发的时候，强大的冲击带走了这些行星浓密的大气，只剩下中心的岩石核孤零零地留在了公转轨道上。而现在，飞马座51b的发现重新点燃了人类对系外行星探索的欲望。
飞马座51b基本信息（图片来源于NASA）
飞马座51b的质量约为0.47个木星质量，半径大约是1.27个木星半径，它与宿主恒星（即飞马座51）的距离只有0.0527天文单位，公转轨道周期只有4.2天，几乎是贴着飞马座51运行。与太阳系内的行星相比，简直是异类的不能再异类了。由于质量与木星类似，轨道周期短，距离宿主恒星近，表面温度高，因此飞马座51b被归类为“热木星”，也是系外行星中“热木星”一类的原型。
紧贴恒星运行的热木星（图片来源于ESA）
在飞马座51b被发现之前，天文学家普遍认为，如果宇宙中存在其他行星系统，它们的结构可能与我们的太阳系相似，或者至少应有一个周期较长的轨道。然而，随着大量的”热木星”被发现，天文学家开始深入研究行星的轨道迁移现象，并试图修改当时流行的行星形成理论。随着数千颗系外行星的发现，行星系统形成理论也逐渐完善，这也引发了有关太阳系是否独一无二的辩论。目前，最广为接受的”热木星”形成理论认为，在刚形成的时候，”热木星”位于离其母恒星较远的轨道上，之后通过某种或某几种迁移机制的作用，逐渐耗散能量，移动到离宿主恒星较近的轨道上。
开普勒空间望远镜艺术图（图片来源于NASA）
飞马座51b的惊人发现掀开了行星研究的全新篇章，带来了一个令人兴奋的黄金时代。随后，越来越多的天文学家纷纷加入其中，同时新的地面观测和空间探测项目如HARPS、HATNet、SuperWASP、Kepler和TESS等相继启动，每年都有大量新的系外行星被发现。目前，探测系外行星的主要技术方法有视向速度法、凌星法、微引力透镜法和直接成像法等等，其中凌星法（4073颗）和视向速度法（1036颗）发现的数量最多（数据截至2023年6月3日）。
他山之石，可以攻玉。系外行星搜寻工作的迅猛进展提供了数量庞大的系外行星样本库和行星系统构型样本库，使得包括行星形成理论、行星轨道迁移理论、行星大气探测等诸多理论与实践得以开展。而这些探索总结出的宝贵理论又能够更好地帮助我们认识太阳系这一特殊的行星系统，助力回答“我们从哪里来，要到哪里去”的有趣问题。
参考资料：
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