以第三種搜索法發現“愛因斯坦行星”
在廣袤無垠的太空搜索地外行星具有極大的挑戰性，這是因為行星體積小、不發光，或只能反射恆星的光，行星由於靠近主恆星而“失去光彩”，目前有兩種產生實際功效的行星搜索技術，第一個是徑向速度搜索法，適用於對搖擺恆星的搜索；第二個是行星經過搜索法，適用於對微弱光變恆星的搜索。特拉維夫大學和哈佛-史密森尼天體物理中心（CFA）的科學家組成了合作團隊，他們使用了一種新的行星搜索方法，他們以愛因斯坦的廣義相對論為依據發現了一個地外行星，，新的行星獲得了一個響亮的名字——“愛因斯坦行星”。
哈佛-史密森尼天體物理學中心（CFA）戴維·萊瑟姆解釋了新的行星搜索方法，他們尋找十分微小而精細的光變效應，對星體亮度的測量需要取得極高質量的數據，測量的準確率要達到百萬分之幾。科學小組的主要成員、論文的主要作者、以色列特拉維夫大學的西姆科恩·法伊格勒認為，NASA的開普勒太空望遠鏡收集了精確而詳細的數據，它主要用於對“經過”行星的搜索，當一個行星從恆星的前方經過時，恆星亮度會有微弱的下降，從恆星微弱的、週期性光度變化的數據，天文學家推斷出一個行星圓周運動的軌跡。
科學團隊沒有使用行星“經過”的搜索，他們嘗試了由哈佛-史密森尼天體物理中心（CFA）的科學家阿維·勒布和他的同事、俄亥俄州立大學的斯科特·高迪在2003年共同倡導的一種新的方法，巧合的是勒布和高迪在訪問普林斯頓大學高等研究院時提出了兩人的理論，我們知道，愛因斯坦曾在那裡從事科學研究。當行星圍繞主恆星旋轉時產生了三種很小的效應，他們把這種微小的效應稱之為“愛因斯坦光變效應”。第三種搜索行星方法的原理在於，當行星朝向我們視線的方向移動時，恆星發出的光線由於行星引力的拖動將會變亮；當行星背離我們視線的方向移動時，恆星發出的光線由於行星引力的拖動將會變暗，恆星稍稍地遠離我們，它的光線變得稍暗。
愛因斯坦的“光度效應”說明，行星朝向我們視線方向運動時，主恆星的光線變得稍亮，恆星發出的光子相互“堆積”，光子的能量相互聚合。同樣在相對論引力效應的影響下，當恆星朝向我們視線的方向運動時，恆星前方的行星產生了引力的“聚光效應”，使得恆星看起來更亮一點。特拉維夫大學的澤維·馬澤泊解釋說，“這是第一次用愛因斯坦的理論真實地發現了一個行星”。科學合作團隊的成員觀測到了“足球恆星”，行星的引力作用將它的主恆星拉展成了足球的形狀，“足球恆星”如果展現了更多可見的表面區，它會顯得亮一點，反之，它會顯得暗淡一點。
行星圍繞主恆星轉動時產生了三種微小的效應，最後一種效應是行星對恆星光的反射。通過行星搜索的“第三種方法”發現了一個行星之後，哈佛-史密森尼天體物理學中心（CFA）的萊瑟姆使用了亞利桑那州惠普天文臺的TRES光譜儀，從光譜儀收集的徑向速度觀測資料證實了行星的發現。特拉維夫大學的列佛·陶—歐爾使用了法國上普羅旺斯天文臺的SOPHIE光譜儀，從光譜儀收集的類似開普勒行星搜索器的觀測資料同樣證實，一個新的行星從它的主恆星前方經過。
“愛因斯坦行星”的正式名稱為開普勒—76b，它是一個滾熱的“木星”，直徑比木星高出了大約25%，質量比木星大了兩倍，它圍繞一顆F型恆星旋轉，位於天鵝座的開普勒—76b距離地球大約為2000光年，主恆星對行星開普勒—76b產生了“潮汐鎖定”，使得行星在它的主恆星面前永遠顯露“同一張臉”，我們的地球對月球同樣產生了“潮汐鎖定”。開普勒—76b由於潮汐鎖定而變成了一個灼熱的行星，它的溫度大約為3600華氏度。
團隊成員有一個有趣的發現，開普勒—76b出現了一種極快速的噴射氣流，噴流攜帶了周圍的大量熱量，噴流效應造成了一種奇異的現象，行星開普勒—76b最熱的地方不在“烈日當空”的地方、或“正午”時的星光直射點，最熱的位置發生了大約為1萬英里的偏移。噴射氣流效應曾在行星HD189733b出現過，天文學家當時使用了斯皮策太空望遠鏡，在紅外線波段進行了觀測。科學合作團隊對地外行星噴射氣流進行了觀測，他們第一次從光學波段觀測了地外行星的噴流現象。
在目前的觀測技術條件下，新的行星搜索方法不能用於對地球尺寸行星的發現，它給天文學家提供了一種獨特的方法，新的方法不同於徑向速度搜索法，後者需要高精度的光譜，新的方法不同於行星經過搜索法，後者需要行星和恆星從觀測者的視角看來“排成一線”，形成精準對齊的“陣式”。 哈佛-史密森尼天體物理中心（CFA）的阿維·勒布解釋說，“每一種行星搜索技術有優勢和劣勢，我們增加了一種技術手段，這在行星搜索活動中可能形成一種新的發現機制”。天文學家將發現開普勒—76b的方法稱之為“BEER運算法則”，新的方法應用了愛因斯坦的廣義相對論原理。特拉維夫大學的澤維·馬澤泊教授和他的學生西姆科恩·法伊格勒共同開發了這一法則，他們將新發現的開普勒—76b稱之為“愛因斯坦行星”，這是為了紀念20世紀最偉大的科學家愛因斯坦。
（編譯：2013-5-15）