大家好，欢迎来到《天文探秘》课堂。本课程主要简单介绍天文学的基本知识，包括宇宙和星系、引力和暗物质、太阳和太阳活动、恒星和致密星（黑洞）、以及系外行星 等多个领域和方面。通过本课程的学习，你能够系统地了解到很多不曾了解的事实，惊奇地发现许多令人惊叹的奥秘。 本课程总共十周，由五位老师共同授课（各位老师均为相关领域的专家）、每人两周。课程以介绍基本知识为主，尽量避免复杂公式的推导和计算，所以难度不大，但知识点比较多。学习者通过观看视频学习，然后完成每周小测即可。最后总成绩即为每周小测成绩之和。 《天文探秘》课程是一门难得的好课，期待大家的加入，让我们一起探索神秘的宇宙！
行星的概率
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天文探秘
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从本节课中
系外行星的进展和未来
本章节主要介绍系外行星相关的内容，包括通过研究得到的一些初步成果、以及系外行星演技的将来。太阳（银河系），都只是宇宙中普通的恒星（星系），在浩瀚宇宙的那一头，是否也存在着生物和文明？这有待于进一步的探索。
与讲师见面
施勇教授
天文与空间科学学院
谢懿副教授
天文与空间科学学院
陈鹏飞教授
天文与空间科学学院
李向东教授
天文与空间科学学院
周济林教授
天文与空间科学学院
好，那么同学们，我们继续讲这个行星这一块。
那么今天是第三部分，讲这个进展，形形色色的这个 行星世界。
那么前两讲我们主要讲了那个
探测，所谓探测就是近年来，我们知道，太阳系外行星的探测非常的火热，
那么这是人类第一次，从1995年以来，第一次发现，其实
我们在，在我们的太阳系以外，其实存在着很多 成千上万，就是不止成千上万了，billions
of，对吧， 我觉得十亿，数亿个这个，太阳系以外的行星系统。
那么有行星系统，人们当然就很想知道， 这个行星到底是怎么样子的，跟我们地球是不是一样的，
对吧，那么如果是地球跟我们一样，如果近一点我们可以去的话，
那我们这里地球这个污染这么严重，索性就到那边去算了，对不对？所以这些当然都是
这个很好的愿望了，当然科学家们当然就想努力地探测，努力地干活， 满足人类的这些需求吧。
那么好， 那么当然现在太阳系外行星已经探测1400多颗系外行星了，
那么这个探测到系外行星呢，各种各样，千姿百态，
所以呢我们简单地看看它哪些是我们值得关注的， 就是哪些发现跟我们是一样的，哪些不一样的，这为什么
不一样，我们简单地讲一下，那么看看大家这个理解力， 看能了解多少，就多少。
第一个，主星的性质。
为什么讲主星呢？人类肯定很想知道，就是太阳
它是一颗，对吧，巨型的，我们知道，中等质量，你一个太阳质量就是我们最标准的， 那么比它更大的也有，比它小的有。
那么是不是所有的质量的恒星， 都有系外行星呢？当然，在前一讲，我们第二讲里讲了，
恒星中，行星形成，你就知道， 形成行星有两套模型，一套是核吸积，一套是引力不稳定，
引力不稳定，就像恒星形成的一样，那么这个盘上，它一下子可以凝聚出很多
多块团块，那么形成，形成就是所谓的木星，那么这个只要几千年就可以了。
所谓核吸积呢，它要求的时间更长，它先在那个盘上， 形成一个十个地球质量大小的核，
然后呢，然后这个核吸收气体，等到气体也差不多十个地球质量， 那么就形成了，就气体会叫run
away accretion， 气体一个叫雪崩的吸积，很快就攒到几百个地球质量，
像木星就是三百多个地球质量，对吧，那么这个形成类木行星。
那之后呢，大气盘消散，然后再形成很多残留下来的星子、 胚胎，再形成类地行星。
所以太阳系，地球其实是形成于木星更晚的， 木星是在70万年之内必须形成的，为什么呢？
谁知道？对了，有同学说出来了，因为气体盘就没了，
气体盘为什么会没有呢？那是因为它主星有些星风吹过来，和外面一些 星风吹过来，这个有辐射、
蒸发等等，就把它分子变得电离化了， 变成离子了，当然我们就说没有了。
所以这个根据观测，一大堆星团里观测出来的， 盘的寿命就是70万年，所以这是个很大的约束，如果说
气态巨行星的形成，有大量的是气体的话， 那必须在这个盘消散之前，它必须形成。
所以， 所以说盘非常重要，而我们知道，恒星其实也是有寿命的，
对吧，如果恒星的质量很大，那它的寿命非常的短， 因为它里面的任何反应非常的剧烈。
所以恒星的寿命，大概是跟它的质量乘以多少次方的 关系大家知道吗？
它的寿命大概是负三次方，对吧，
换句话说，如果说你太阳这个一百亿年，就10的十次方，
那么如果说十个，对一个十个太阳质量的，那它只有10的七次方年，
所以说质量很大的，那肯定是，核吸积这种是形成不了行星的。
那么小一点的，几个太阳质量的呢，那我们就说，第一种，大家很想知道，怎么样的恒星具- 有行星，
或者说，是不是每个恒星都具有行星。
所以说呢，前面有 这么多系外行星，一千多个了，人们就发现可以统计了，那么之前，
人类呢，人们首先是用视向速度方法，大家知道，看得最多的是视向速度方法，
那么它有不同的小组，比如说第一个小组叫 coralie，它选取了这个1120个，
行星，恒星的样本，所以它就发现呢， 如果说有木星，那么它这个木星，如果是靠的很近，我们叫热木星，
那么这个类木星的概率大概只有0.8%。
就是说，木星这么大的，靠得很近， 你刚开始发现，第一个发现是热木星，因为热木星是最容易发现，质量又大，靠得又近轨道，-
对不对？ 后来发现其实热木星也不是普遍的，只有0.8%的样子， 而大概有5%到5.6%，就5%到6%的这样的
恒星系统，肯定有系外行星，至少有木星了，木星这么大。
那么另外一个小组，跟它这个差不多，叫Lick，Keck，Keck是两个实名望远镜，- 这很厉害的，
大于6.6%，那么这是类木行星，那类地行星，后来发现更多， 有20%到30%。
什么意思，就是任何 十个恒星系统中，至少有两三个有行星系统，而且 这个有类地行星。
所以这就很增强了我们的信心了，对不对？我去找地球嘛， 我去找类地行星，对不对，然后呢，再找那个，最好这个类地行星正好位于
可以居住的地方，那么这个时候我们找到了，所以这是第一个结论。
第二个结论，人们知道了，好，这个那么换句话说，也不是每个恒星都有行星系统。
那么换句话说，那是哪些恒星有行星系统？ 比较倾向有行星系统，对不对？那这个到底有什么不同呢？
那它这个恒星又没法告诉我们，所以我们只好自己去观测，对吧，去比较、 去统计，
后来发现，当时2005年就发现了很重要的一个性质， 就是当时观测的都是类木行星，
所以就发现，有类木行星的那些恒星，它的重元素的丰度， 普遍比较高，怎么重元素丰度啊？
大家所谓叫重元素在天文上是指，除了氢和氦的这些东西，都叫重元素。
那么重元素高，大家知道，重元素来源 本身就是一个恒星形成和演化的一个结果，
因为第一代恒星是没有重元素的，就是氢和氦，就是氢甚至是，没有氦，那个反应出来的才有- 氦，对吧。
那么好，那么有氦，那么有重元素，那么这个就是反应的结果。
那么这是类木行星，然后这个解释什么意思呢？就是这么多，为什么有重元素， 重元素比较多的，当然就容易形成。
这有两种解释，一种解释呢， 因为我们行星是在原恒星盘上形成的，
那重元素比较多，就说明它形成那个核的元素比较多，对不对，因为铁镍当然是形成核的嘛，
所以这个就比较容易形成一个核，然后形成类木行星， 这个解释非常的好。
另外一种呢，我们前面说了，行星它形成过程中有个迁移，很要命的， 一个地球质量的胚胎，一形成之后，啪一下
在几十万年内，甚至几万年内就转到行星上去了。
如果真的是这样子的话， 那么当然，这个因为我们看到的元素丰度是恒星的元素丰度，对不对？
那么这个重元素丰度打到，重元素打到这个恒星上面，当然就增加了重元素，恒星的元素丰度，
对吧，所以换句话说，这是一个行星多的结果，所以当时有个结论， 这个在争论，就是你恒星，你要说丰度高，
到底是原因还是结果，那到底是先有鸡还是先有蛋。
当然现在，现在倾向于，这个是相当于是， 它由于重元素丰度多，所以形成核，所以形成行星，而不是后面
这个污染的结果，但是污染会有一部分。
那么这就是个Howard他们，这篇文章也在《Nature》还是在《Scienc- e》上，
这个2010年，他们在，当时是 之前，只统计了类木行星，然后只有
到一定地步，测光视向速度的精度达到1米每秒的时候，
才可以探测到比地球稍微大一点的，叫超级地球这种质量的 行星，对吧，这个精度上去才能看得到。
那个结果呢，他就发现，他就统计，你可以看到这幅图很有意思， 这个绿的，是这个，这叫被发现的，就是你可以看到，
它一个program里有多少个他算， 算出来，看了多少个行星，然后根据它的精度，比如说，它有的，我应该能看到的，
有的呢，有些在那，但是我miss掉了，因为我的窗口不是连续的，也并不是空间的嘛， 就把它miss掉了，还有些呢，已经看到，有些呢我精度看不到，
所以根据这个一统计，结果他发现推出一个外推一个图，就发现绿的东西是看到的，
比如说木星，比较大的我看到看到，然后质量越小的，他也看到的数目越多， 然后他一个外推，他就发现质量越小的数目越多，就是一个Powell
line上去，对不对？ 但是你要注意，它上面一些蓝色的，这个他认为，有十个或者
这个小于十个地球质量的，它有10个miss掉了，他认为应该存在， 但是他没看到。
所以这个结果呢，很多人不相信， 说你说大部分都没看到，你骗谁啊他说，
对不对？那这不就是，这不就是不相信吗？但是其他人不相信，这个《Nature》的编辑- 他相信了。
就把这个工作给在《Nature》上发表，《Nature》上当然是非常高的， 这个我个人就认为，这个《Nature》上的东西就基本上代表了
当时人类的认识自然界的最高的一种 水平，它不一定说理论水平有多高，它只是代表这种能力，
代表着人类探测自然，nature嘛，探测自然的一种能力，所以代表了一种水平。
好，就它就发现，这个统计，就行星质量很小的非常的多，那么尤其是大概有15%的
恒星具有3到30个地球质量的行星， 而且周期小于50天，所以这是这个外推。
那么如果这样的话，那么其他的小组发现就可以30%或者15%的 有其他，包括类地行星，其他行星都有，这么多行星。
所以这样的话，系外行星拥有率非常的高。
[音乐]
