靠分析恒星運(yùn)動(dòng)中的微小振動(dòng)來發(fā)現(xiàn)行星是極其困難的。我們通常依靠多普勒移動(dòng)(Doppler shift)來測(cè)量宇宙中遙遠(yuǎn)天體的運(yùn)動(dòng)。在日常生活中,時(shí)常會(huì)碰到多普勒移動(dòng)的例子。當(dāng)我們?cè)阼F路道口等待火車通過時(shí),火車的鳴笛聲會(huì)在它經(jīng)過時(shí)發(fā)生音調(diào)變化——火車高速駛來時(shí)聽起來像更高的音符(一個(gè)高的頻率),而在離開時(shí)變低。光也會(huì)發(fā)生類似的多普勒效應(yīng)。如果光源向我們移動(dòng),我們所探測(cè)到的頻率就會(huì)高于光源相對(duì)我們靜止時(shí)的頻率;相反,如果它遠(yuǎn)離我們,我們就會(huì)檢測(cè)到一個(gè)更低的頻率,正如火車?guó)Q笛聲從高音掉到低音。聲音的不同頻率對(duì)應(yīng)于不同的音階,而光的不同頻率則對(duì)應(yīng)于電磁波頻譜上不同的“顏色”。在光譜的可見部分,紅光的頻率相對(duì)偏低,而藍(lán)光的頻率則相對(duì)偏高。

對(duì)有行星陪伴的恒星來說,它所發(fā)生的微小振動(dòng)并不足以使恒星的整體顏色發(fā)生明顯的變化,但卻能使星光的光譜產(chǎn)生微弱的漂移。正如一個(gè)普通燈泡發(fā)出的光可以被棱鏡分散成彩虹一樣,星光也可以被分散成一組由不同顏色組成的光譜。這組光譜的特征,對(duì)應(yīng)著恒星大氣中多種元素的一系列譜線(見圖6—4)。氫有一套譜線,鈣有另一套譜線,而鐵又有自己的一套。和指紋一樣,特定元素的光譜特征也是獨(dú)一無二的,無論是在實(shí)驗(yàn)室還是在恒星的大氣層中,光譜上的每一條線都有各自精確的位置,即它們特有的頻率。但是,我們所看到的卻是隨恒星運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化的光譜。如果恒星在運(yùn)動(dòng)(無論靠近還是遠(yuǎn)離),這些譜線都會(huì)發(fā)生移動(dòng):遠(yuǎn)離我們的恒星向紅色方向移動(dòng),靠近我們的恒星向藍(lán)色方向移動(dòng)。而在行星的影響下,這些光譜線則會(huì)隨恒星的往復(fù)振動(dòng),出現(xiàn)紅移和藍(lán)移交替發(fā)生的現(xiàn)象。這種移動(dòng)非常微弱,因此要求極高精度的恒星光譜測(cè)量。而這也將我們的搜索范圍,局限在那些能提供詳細(xì)譜線資料的恒星附近。以當(dāng)前的技術(shù),這意味著我們能探索距地球600光年以內(nèi)的恒星。