宇宙當中到底有多少顆行星？
2015年1月23日 | 3，718
不久前，當筆者是個孩童時，對行星的認識還只停留在我們自己太陽系的范圍內：幾顆巖石質的行星、四個氣體巨行星，以及衛星、小行星、彗星、柯伊柏帶天體(包括了那時候還被當作行星的冥王星和它最大的衛星卡戎在內)，僅此而已。
但所有這些只不過是環繞著太陽運行的幾個世界而已，太陽擁有八顆行星(按照最新定義)。可別忘了，太陽也只是銀河系2000億到4000億顆恒星中的一顆，我們想知道其他恒星是不是也擁有它們自己的行星世界，也想知道這些行星世界究竟是什么樣的。
幾十年前，談及行星時大多帶有推測性，只能根據那時候的所知，也就是我們銀河系內的恒星，對其進行理論性探討。銀河系內恒星的大小、質量、直徑和亮度都各不相同。太陽只是一顆G類恒星，而主要的分類便有七種。
通常我們認為太陽比較有代表性，而且屬于相對較暗的恒星，因為夜空中很少能看見O類、B類或A類恒星，以及那些發展到晚期的紅巨星。但是實際上，我們之所以能夠看見這些恒星，是因為它們比肉眼所見還要亮，所以我們看到了更多的這類恒星！全天離太陽最近的恒星——比鄰星(南門二)，不通過中型尺寸以上的望遠鏡是無法看到的。
太陽的質量和亮度超過了銀河系中95%的恒星。而銀河系中M類紅矮星數量占到全部恒星的3/4，它們的質量是太陽質量的8%到40%。
還有其它因素，太陽在銀河系中是孤立存在的;它不受其它恒星引力的束縛。但這同樣也不意味著孤立恒星是銀河系的普遍現象。
恒星可以成雙成對(雙星)，也可以三顆簇擁在一起(三合星)，甚至于可以是幾百到幾十萬顆恒星，以星團或星群的方式存在。
我想說的重點在于：如果要想知道宇宙中到底有多少行星，并不能以太陽系的行星數量簡單乘以所知恒星數量，這種估算是比較天真的，因為人類掌握的信息實在太少。但是假如我們只是為了好玩，按照這種算法，就可以算出銀河系中所有行星的數量大概為2萬億到3萬億之間(這還不包括這些行星所擁有的衛星數量)。這些行星的地表形態必然是千差萬別，這點從太陽系就可以看出。
但是在過去的幾十年中，我們已經開始尋找行星。通過一些不同的方法，可以偵測到系外行星。其中有兩種方法最為常見。一種是“徑向速度法”，它是通過觀測行星在環繞其宿主恒星運行過程中，受引力影響而搖擺的程度，來推測行星(或一組行星)的質量與半徑。
另一種是凌日法。假如視角合適，當行星通過恒星前方時，便會暫時地阻擋這顆恒星的光線。我們可以通過恒星光度的規律性改變，來獲知這顆行星的存在。
行星的數量巨大，我們必須認識到，通過我們的這些方法，不可能觀測到全部行星。美國宇航局的開普勒望遠鏡的視野內有大約10萬顆恒星，但我們只在其中發現了幾百至幾千個行星。
這并不意味著恒星擁有行星的百分比很小。試想一下：假如在其它行星上用開普勒望遠鏡觀測我們的太陽系，相對于觀測視角，太陽系各個行星的傾角是不同的。下面是太陽系各行星能夠被凌日法觀測到的概率：
現在你可能會覺得凌日發生的概率實在是太小了，但實際上你還只猜對了一半。舉個例子，火星和水星體積太小，遮擋不了足夠面積的太陽光，即便用人類現在最先進的探測科技也無法探知。而四個大型氣體行星體積夠大，但是軌道又過長，凌日機會太小，無法成為候選行星。
因此假如用開普勒望遠鏡觀測和10萬顆類似太陽的恒星，大概只能發現410顆恒星擁有總共700顆的行星。
不過目前開普勒望遠鏡已經發現了11000多顆至少擁有一顆候選行星的恒星，以及18000多顆潛在的行星正在圍繞著這些恒星運行，它們的軌道周期從12小時到525天不等。我們從這些研究中的所知包括：
1.行星間的差異非常巨大，大多數和地球不同;
2.行星圍繞的恒星種類很多，有雙星，也有三合星;
3.我們所觀測到的行星，只是那些足夠大、離恒星足夠近，且剛好處于合適觀測角度的行星。
銀河系中有1000億至2000億顆行星，確實如此。但這并非是一個估算值，只是理論下限。如果估算的話，數量級至少要跳一級——10萬億顆(如果把那些存在于外圍的行星算進去的話，可能要跳兩級)，而這只是就我們的銀河系而言！
這還不包括所謂的流浪行星，也就是那些沒有宿主恒星的行星，如果算上這些位于宇宙深處的行星，我們生活的銀河系的行星總量還要在剛才的基礎上乘以100至100萬，就是說銀河系中應該有10^15至10^19顆行星。
換而言之，根據目前的探測結果，可以認定幾乎所有恒星都自帶行星，而它們中的大部分——尤其是M類恒星——在它們的內太陽系中，還會擁有比我們太陽系更多的巖石行星，而外太陽系就更不用說了！
隨著科技進步，人類能更精確地重估這個數字，但就目前看來，行星的數量至少和恒星數量等同，只會更多——行星數量至少是恒星數量的8倍。
而像我們這樣的太陽系在宇宙中是否常見，其常見度是略高于平均水平還是略低，目前還不能確定。但無論怎樣，僅僅我們的銀河系內就有數以萬億計的行星。還要記得，在宇宙中，我們的銀河系也絕非是獨一無二的。
在我們的可觀測宇宙中，至少擁有2000億個星系(有可能更多)，因此我們的宇宙中有10^25個行星。如果你想看看有多少個零的話，那就是10，000，000，000，000，000，000，000，000，而這還沒有把無宿主恒星的行星算進去。
這個數字只會越來越精確。讓我們繼續尋找吧，不只是行星，還有水和氧氣，以及生命的跡象。如果我們堅持不懈，如果我們認真，我們肯定會非常幸運。
