天文學家宣告發現新的太陽系外行星的時候，也許他們不是故意當標題黨的。不過，他們發現這顆行星的方式，肯定和你想的不太一樣。為啥呢？因為在百分之九十九的狀況下，天文學家沒本事直接「瞅見」剛發現的這顆行星。
好多人都以為，天文學家發現外星行星是這麽個過程：天文學家拿一個超級大的望遠鏡，就像在地球軌域上飄著的哈柏望遠鏡那樣的，對著宇宙裏的一塊地方仔細瞅。找了好幾個月後，嘿，終於在鏡頭裏瞅見一顆行星了！天文學家可激動了，趕緊把照片匯出來，發個大新聞啊！然後我們就在新聞裏看到這樣的圖片了：
又或者是這樣的圖片：
但你得曉得，這種圖片全是藝術家畫的想象圖。
為啥不直接用天文學家從望遠鏡裏看到的圖片呢？很容易理解，在大多數時候，天文學家根本就沒辦法直接在望遠鏡裏「看到」這些行星。
也許不少人都不曉得，人類要直接觀測太陽系外的行星是特別困難的事兒。
咱們都曉得，在宇宙裏，天體能夠分成恒星和行星這兩大種類。恒星呢，它自己就能發光發熱；行星就不一樣了，它自己不會發光，是繞著恒星轉的。
觀測恒星特別容易，咱們在夜空中看到的數不清的星星，絕大多數都是太陽系之外的恒星。不誇張地講，自打眼睛前進演化出來那天起，人類就已經在觀察恒星了。
那人類首次觀測到太陽系之外的行星是啥時候呢？
答案就是1992年。
沒錯，你沒看錯，我也沒寫錯。人類登上月球之後過了23年，才具備了觀測太陽系之外行星的能力。
為啥這件事這麽難呢？首先肯定是其他星系離我們太遠了呀。好多人在科幻小說和遊戲裏可能都聽過半人馬座α這個名字。它是離我們最近的恒星，所以在很多科幻作品裏，它是人類星際殖民之旅的第一站。
半人馬座α離咱們「僅僅」4.3光年遠，可這距離已經相當遠了。遠到把它換算成公裏都沒意義了，畢竟這麽大的數位人類根本想象不出來。咱們只能用類比的法子稍微體會下這距離到底有多遠：
要是把地球和太陽之間的距離比作從客廳走到洗手間的距離（10公尺），那從地球到半人馬座α星的距離就和從北京到烏魯木齊的距離差不多了。要知道，這半人馬座α星可是離我們最近的恒星呢，銀河系的直徑至少是這個距離的兩萬倍。
但遙遠的距離並非是我們難以觀測到太陽系外行星的最主要因素。最大的難題在於，這些行星不但離我們遠，而且自身不發光。它們會像太陽系裏的木星、金星那樣反射恒星的光，可這種微弱的反射光很容易就被旁邊恒星那耀眼的光芒給遮住了。有人講，在地球上要看到一顆恒星旁邊的行星，就如同在幾公裏之外找一只在探照燈旁邊飛舞的螢火蟲。
當擡頭看星空的時候，肯定有好多人都曾經琢磨過，在這些星星之間的黑暗之處，是不是也有不少像地球一樣的行星圍著它們的木星轉呢？是不是有些行星上也有生命或者文明呢？
但這種好奇也就只能是猜猜而已，為啥呢？因為人們壓根兒就沒法確定那些恒星周圍有沒有行星啊，這種情況一直持續到1992年。
這一年，有個波蘭天文學家和一個加拿大天文學家一塊兒，用特別繞彎子的辦法，發現了兩顆離我們2300光年遠的行星。要註意啊，這裏是說「發現」行星存在，不是「看到」行星。
1990年的時候，波蘭的天文學家Wolszczan在波多黎各的阿雷西博天文台上班呢。他拿那兒的射電望遠鏡去觀測一顆離咱們這兒2300光年遠的脈沖星的時候，發現了些奇怪的事兒。脈沖星（Pulsar）這東西啊，是一種特殊的中子星。它自己轉的時候，發出的電磁波放射線會間歇性地掃過地球。在地球上看的人眼裏，這顆星就好像按照固定的時間間隔一直往地球發脈沖式的訊號，所以就叫脈沖星。就像Wolszczan1990年觀測的那顆脈沖星，每秒自轉161次。
脈沖星最突出的地方就是它發出的脈沖訊號特別穩定，能當作宇宙裏的天然計時器。Wolszczan觀察了一段時間後，發現這顆脈沖星發出的訊號沒那麽穩，有時候會快一點，有時候又會慢一點。
這可把Wolszczan給弄迷糊了，畢竟脈沖星的訊號周期應該是一點兒都不差的。他拿不準這種偏差是不是射電望遠鏡出了誤差才有的，就請他的同事——加拿大天文學家Frail，跟他在美國新墨西哥州的天文台同步觀測這顆脈沖星。
兩位天文學家觀測、計算、分析了兩年，覺得他們看到的訊號有偏差，是因為有顆脈沖星外面有兩顆行星繞著它轉，這兩顆行星影響了脈沖星發出的訊號。他倆把這個結果發表在了【nature】雜誌上，科學界都認可這是人類首次證實太陽系外行星的存在。
是不是和你想的不一樣呢？打從一開始到現在，人們都未曾「看到」這兩顆行星，只是靠一些數據分析間接推斷出它們存在的。
後來天文學家又想出了一些尋找系外行星的其他辦法，不過大多也都是很繞彎子的方法。這些方法包括：
淩星法（Transit）是這麽個情況：一顆行星要是正好跑到它的母星和地球中間，就會短暫擋住母星的一部份，這樣母星傳到地球的光線就會稍微變弱點兒。這種光線強度的變化常常連百分之一都達不到，所以得靠精密測量才能察覺出來。比如說吧，要是有外星人在老遠的地方看地球淩日，地球擋住太陽只會讓太陽光線強度減少0.008%，還不到萬分之一呢。
看到這兒呢，大家或許也察覺到了，這種淩星法有個天生的毛病。就是被觀測的行星、它的母星還有地球得在一條直線上，只要稍微偏一點，在地球上就看不到淩星現象了。而且這顆行星不能太小，要是太小的話，對母星光線強度的影響就太小了，在地球上同樣觀測不到。
在廣袤無垠的宇宙裏，很明顯，剛好具備這種觀測條件的行星只是極少數。
雖然這種方法聽上去有不少毛病，可是截至目前，人類找到的太陽系外行星絕大多數都是靠這種方法發現的。下面這張圖是截止到2022年人類發現的總共5000多顆太陽系外行星按探測方法繪制的分類圖，圖裏綠色部份是用淩星法發現的：
除了淩星法，還有不少其他辦法呢。不過大多數也是這種繞彎子的方式，像徑向速度法（radial velocity）就是。這個方法呢，先去測一顆恒星相對於地球的運動速度。要是測出來的速度隨著時間有一丁點兒變化，那就能夠推斷出在它周圍有咱們看不到的行星在幹擾它的執行軌域。
等等，這和新聞裏講的壓根就不一樣啊？新聞裏天文學家不是會仔細講他們發現的行星有多大、多重，還說有些行星上可能存在液態水嗎？
很容易，這些都是他們算出來的。觀測恒星受到的擾動，就能推算出行星有多大、多重，軌域是什麽樣的——雖說我們並沒有直接看到行星。天文學家還能測量出恒星散發的熱量，再把行星和恒星之間的距離考慮進去，就能推算出行星表面的平均溫度，還能知道有沒有可能存在液態水。
天文學家有時候還會公布他們觀測到的某顆系外行星大氣成分呢，這是咋做到的呀？淩星的時候，要是那顆行星有大氣層，恒星發出來的一部份光就會穿過行星的大氣層才到地球。天文學家收到這種光之後，就會做光譜分析。每種分子在光譜裏都會留下獨特的銘印，所以天文學家只要分析光譜裏的這些銘印，就能推算出那顆老遠老遠的行星上的大氣成分了。
說了這麽些，感覺我們了解系外行星全是靠間接的法子呢。那天文學家就沒直接「瞅見」過系外行星嗎？
有是有，不過數量很少。並且，天文學家看到的這些行星，很可能跟你想象中的差得遠呢。
你可能想象的是這樣：
又或者，再怎麽差也得是這樣的吧：
但實際上呢，天文學家能夠直接「瞅見」的系外行星是下面這種情況：
先別忙著評論，中間的那個亮點可不是天文學家「觀測」到的行星，而是一顆恒星呢。照片裏的行星是在這顆恒星左上方的那個小灰點。你可以拿手擦一擦螢幕，確認一下這不是粘在螢幕上的小汙點。這張圖片肯定能讓你更清楚行星和恒星之間的亮度差別有多大。
之前也提到過，咱們想在地球上直接「瞅見」系外行星，那難度就跟在好幾公裏外找到探照燈旁邊的螢火蟲似的，難極了。天文學家想了不少法子來解決這個難題。首先呢，他們用紅外線來觀測，這麽做能讓行星和恒星之間的亮度差別大大縮小。比如說吧，在可見光下，太陽的亮度是木星的十億倍，可要是用紅外線觀測，二者的亮度差別就會降到只有100倍了。
另外，天文學家也能用日冕儀把恒星的光線擋住，這樣就能更好地去觀察恒星周邊的區域了。不過就算是這樣，天文學家能直接「看到」的行星也只有很少一部份，這些行星得距離母星足夠遠才行。
到現在為止，人類發現了5000多顆系外行星。這裏面呢，大概只有1%是用直接觀察法找到的，其余99%都是靠間接方法發現的。
不管是間接法還是直接法，只有行星剛好符合各種條件，才有可能被天文學家發現。就像淩星法，要求被觀測的行星、它的母星和地球正好連成一條線；徑向速度法呢，被觀測的行星得體積大，離母星近，這樣才能擾動母星的執行；直接觀察法得是一顆不太亮的恒星，還有距離它很遠的一顆行星，諸如此類……
我們有理由推測，由於人類現在的觀測手段有限，我們發現的5000顆系外行星在宇宙中的行星裏只是極小的一部份。
那宇宙裏行星有多少顆呢？誰也不知道。不過有天文學家估計，僅銀河系裏，類似地球這樣的行星至少就有100億顆。
要是總結一下的話，就是在銀河系裏潛在的100億顆行星當中，人類「探測」到的只有0.00005%，而在這0.00005%被「探測」到的行星裏，我們真正「看到」的行星僅占1%。
人類現階段對太陽系外行星的觀測能力就是這樣。
