天文学家宣告发现新的太阳系外行星的时候，也许他们不是故意当标题党的。不过，他们发现这颗行星的方式，肯定和你想的不太一样。为啥呢？因为在百分之九十九的状况下，天文学家没本事直接「瞅见」刚发现的这颗行星。
好多人都以为，天文学家发现外星行星是这么个过程：天文学家拿一个超级大的望远镜，就像在地球轨道上飘着的哈勃望远镜那样的，对着宇宙里的一块地方仔细瞅。找了好几个月后，嘿，终于在镜头里瞅见一颗行星了！天文学家可激动了，赶紧把照片导出来，发个大新闻啊！然后我们就在新闻里看到这样的图片了：
又或者是这样的图片：
但你得晓得，这种图片全是艺术家画的想象图。
为啥不直接用天文学家从望远镜里看到的图片呢？很容易理解，在大多数时候，天文学家根本就没办法直接在望远镜里「看到」这些行星。
也许不少人都不晓得，人类要直接观测太阳系外的行星是特别困难的事儿。
咱们都晓得，在宇宙里，天体能够分成恒星和行星这两大种类。恒星呢，它自己就能发光发热；行星就不一样了，它自己不会发光，是绕着恒星转的。
观测恒星特别容易，咱们在夜空中看到的数不清的星星，绝大多数都是太阳系之外的恒星。不夸张地讲，自打眼睛进化出来那天起，人类就已经在观察恒星了。
那人类首次观测到太阳系之外的行星是啥时候呢？
答案就是1992年。
没错，你没看错，我也没写错。人类登上月球之后过了23年，才具备了观测太阳系之外行星的能力。
为啥这件事这么难呢？首先肯定是其他星系离我们太远了呀。好多人在科幻小说和游戏里可能都听过半人马座α这个名字。它是离我们最近的恒星，所以在很多科幻作品里，它是人类星际殖民之旅的第一站。
半人马座α离咱们「仅仅」4.3光年远，可这距离已经相当远了。远到把它换算成公里都没意义了，毕竟这么大的数字人类根本想象不出来。咱们只能用类比的法子稍微体会下这距离到底有多远：
要是把地球和太阳之间的距离比作从客厅走到洗手间的距离（10米），那从地球到半人马座α星的距离就和从北京到乌鲁木齐的距离差不多了。要知道，这半人马座α星可是离我们最近的恒星呢，银河系的直径至少是这个距离的两万倍。
但遥远的距离并非是我们难以观测到太阳系外行星的最主要因素。最大的难题在于，这些行星不但离我们远，而且自身不发光。它们会像太阳系里的木星、金星那样反射恒星的光，可这种微弱的反射光很容易就被旁边恒星那耀眼的光芒给遮住了。有人讲，在地球上要看到一颗恒星旁边的行星，就如同在几公里之外找一只在探照灯旁边飞舞的萤火虫。
当抬头看星空的时候，肯定有好多人都曾经琢磨过，在这些星星之间的黑暗之处，是不是也有不少像地球一样的行星围着它们的木星转呢？是不是有些行星上也有生命或者文明呢？
但这种好奇也就只能是猜猜而已，为啥呢？因为人们压根儿就没法确定那些恒星周围有没有行星啊，这种情况一直持续到1992年。
这一年，有个波兰天文学家和一个加拿大天文学家一块儿，用特别绕弯子的办法，发现了两颗离我们2300光年远的行星。要注意啊，这里是说「发现」行星存在，不是「看到」行星。
1990年的时候，波兰的天文学家Wolszczan在波多黎各的阿雷西博天文台上班呢。他拿那儿的射电望远镜去观测一颗离咱们这儿2300光年远的脉冲星的时候，发现了些奇怪的事儿。脉冲星（Pulsar）这东西啊，是一种特殊的中子星。它自己转的时候，发出的电磁波辐射会间歇性地扫过地球。在地球上看的人眼里，这颗星就好像按照固定的时间间隔一直往地球发脉冲式的信号，所以就叫脉冲星。就像Wolszczan1990年观测的那颗脉冲星，每秒自转161次。
脉冲星最突出的地方就是它发出的脉冲信号特别稳定，能当作宇宙里的天然计时器。Wolszczan观察了一段时间后，发现这颗脉冲星发出的信号没那么稳，有时候会快一点，有时候又会慢一点。
这可把Wolszczan给弄迷糊了，毕竟脉冲星的信号周期应该是一点儿都不差的。他拿不准这种偏差是不是射电望远镜出了误差才有的，就请他的同事——加拿大天文学家Frail，跟他在美国新墨西哥州的天文台同步观测这颗脉冲星。
两位天文学家观测、计算、分析了两年，觉得他们看到的信号有偏差，是因为有颗脉冲星外面有两颗行星绕着它转，这两颗行星影响了脉冲星发出的信号。他俩把这个结果发表在了【nature】杂志上，科学界都认可这是人类首次证实太阳系外行星的存在。
是不是和你想的不一样呢？打从一开始到现在，人们都未曾「看到」这两颗行星，只是靠一些数据分析间接推断出它们存在的。
后来天文学家又想出了一些寻找系外行星的其他办法，不过大多也都是很绕弯子的方法。这些方法包括：
凌星法（Transit）是这么个情况：一颗行星要是正好跑到它的母星和地球中间，就会短暂挡住母星的一部分，这样母星传到地球的光线就会稍微变弱点儿。这种光线强度的变化常常连百分之一都达不到，所以得靠精密测量才能察觉出来。比如说吧，要是有外星人在老远的地方看地球凌日，地球挡住太阳只会让太阳光线强度减少0.008%，还不到万分之一呢。
看到这儿呢，大家或许也察觉到了，这种凌星法有个天生的毛病。就是被观测的行星、它的母星还有地球得在一条直线上，只要稍微偏一点，在地球上就看不到凌星现象了。而且这颗行星不能太小，要是太小的话，对母星光线强度的影响就太小了，在地球上同样观测不到。
在广袤无垠的宇宙里，很明显，刚好具备这种观测条件的行星只是极少数。
虽然这种方法听上去有不少毛病，可是截至目前，人类找到的太阳系外行星绝大多数都是靠这种方法发现的。下面这张图是截止到2022年人类发现的总共5000多颗太阳系外行星按探测方法绘制的分类图，图里绿色部分是用凌星法发现的：
除了凌星法，还有不少其他办法呢。不过大多数也是这种绕弯子的方式，像径向速度法（radial velocity）就是。这个方法呢，先去测一颗恒星相对于地球的运动速度。要是测出来的速度随着时间有一丁点儿变化，那就能够推断出在它周围有咱们看不到的行星在干扰它的运行轨道。
等等，这和新闻里讲的压根就不一样啊？新闻里天文学家不是会仔细讲他们发现的行星有多大、多重，还说有些行星上可能存在液态水吗？
很容易，这些都是他们算出来的。观测恒星受到的扰动，就能推算出行星有多大、多重，轨道是什么样的——虽说我们并没有直接看到行星。天文学家还能测量出恒星散发的热量，再把行星和恒星之间的距离考虑进去，就能推算出行星表面的平均温度，还能知道有没有可能存在液态水。
天文学家有时候还会公布他们观测到的某颗系外行星大气成分呢，这是咋做到的呀？凌星的时候，要是那颗行星有大气层，恒星发出来的一部分光就会穿过行星的大气层才到地球。天文学家收到这种光之后，就会做光谱分析。每种分子在光谱里都会留下独特的印记，所以天文学家只要分析光谱里的这些印记，就能推算出那颗老远老远的行星上的大气成分了。
说了这么些，感觉我们了解系外行星全是靠间接的法子呢。那天文学家就没直接「瞅见」过系外行星吗？
有是有，不过数量很少。并且，天文学家看到的这些行星，很可能跟你想象中的差得远呢。
你可能想象的是这样：
又或者，再怎么差也得是这样的吧：
但实际上呢，天文学家能够直接「瞅见」的系外行星是下面这种情况：
先别忙着评论，中间的那个亮点可不是天文学家「观测」到的行星，而是一颗恒星呢。照片里的行星是在这颗恒星左上方的那个小灰点。你可以拿手擦一擦屏幕，确认一下这不是粘在屏幕上的小污点。这张图片肯定能让你更清楚行星和恒星之间的亮度差别有多大。
之前也提到过，咱们想在地球上直接「瞅见」系外行星，那难度就跟在好几公里外找到探照灯旁边的萤火虫似的，难极了。天文学家想了不少法子来解决这个难题。首先呢，他们用红外线来观测，这么做能让行星和恒星之间的亮度差别大大缩小。比如说吧，在可见光下，太阳的亮度是木星的十亿倍，可要是用红外线观测，二者的亮度差别就会降到只有100倍了。
另外，天文学家也能用日冕仪把恒星的光线挡住，这样就能更好地去观察恒星周边的区域了。不过就算是这样，天文学家能直接「看到」的行星也只有很少一部分，这些行星得距离母星足够远才行。
到现在为止，人类发现了5000多颗系外行星。这里面呢，大概只有1%是用直接观察法找到的，其余99%都是靠间接方法发现的。
不管是间接法还是直接法，只有行星刚好符合各种条件，才有可能被天文学家发现。就像凌星法，要求被观测的行星、它的母星和地球正好连成一条线；径向速度法呢，被观测的行星得体积大，离母星近，这样才能扰动母星的运行；直接观察法得是一颗不太亮的恒星，还有距离它很远的一颗行星，诸如此类……
我们有理由推测，由于人类现在的观测手段有限，我们发现的5000颗系外行星在宇宙中的行星里只是极小的一部分。
那宇宙里行星有多少颗呢？谁也不知道。不过有天文学家估计，仅银河系里，类似地球这样的行星至少就有100亿颗。
要是总结一下的话，就是在银河系里潜在的100亿颗行星当中，人类「探测」到的只有0.00005%，而在这0.00005%被「探测」到的行星里，我们真正「看到」的行星仅占1%。
人类现阶段对太阳系外行星的观测能力就是这样。
