通过这种方法探测行星,需要满足三个条件:
第一,行星的公转平面必须朝向地球。如果你站在太阳的两极方向,就无法看到水星或地球遮挡太阳光,因此我们无法观测到公转平面与地球视线夹角过大的系外行星,而这类行星占绝大多数。
人们往往认为太阳系的公转平面与银道面重合,但事实并非如此,我们太阳系的公转平面与银道面倾斜约60度。
第二,恒星周围必须存在行星,且这颗行星体积足够大,或距离母星足够近,能够遮挡足够多的光线,让我们观测到亮度变化。这也是最初发现的系外行星几乎都是体积巨大、近距离围绕母星运行的“热木星”的原因,这类行星最容易被观测到。
行星体积越大,遮挡的光线越多;距离母星越近,遮挡的光线也越多,且运行到恒星与地球之间的概率也越高。
像冥王星这样体积小、距离母星遥远的天体,几乎不可能与恒星、观测者形成三点一线,体积过小、距离过远也让它遮挡的光线微乎其微,而且它的公转周期极长。
第三,需要长期观测这些恒星,不仅要观测到一次亮度下降,还要观测到这种下降的周期性重复。
对于外星观测者来说,地球每年会遮挡一次太阳光,而冥王星每隔几个世纪才会遮挡一次。除非至少观测到两次、最好是三次周期性亮度下降,否则无法做出有效判断。
观测到至少两次周期性下降后,就能根据周期确定行星的存在,计算出它的公转周期,再结合恒星质量,算出它与母星的距离。
之后可以根据恒星的亮度,判断这颗行星是否处于宜居带——也就是距离母星远近适中、表面可能存在液态水而非冰冻或沸腾的区域。
如果地球围绕一颗质量更大的恒星运行,且距离不变,那么地球的公转周期会更短,同时地球也会被高温焚毁,因为质量更大的恒星亮度会呈指数级提升。
一颗质量是太阳两倍的恒星,亮度并非太阳的两倍,而是约十倍。我们也不可能存在于这样的恒星周围,因为质量两倍于太阳的恒星寿命仅10亿年多一点,而太阳的年龄是46亿年。
太阳诞生40亿年后,地球上才出现最初的动物,还不是复杂动物,海绵通常被认为是地球上最早的动物。
因此,我们并非只是寻找遥远恒星周围的行星,过去十年我们已经发现了数千颗系外行星,我们真正寻找的是每一个恒星系统中宜居带内的行星。