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

對有行星陪伴的恒星來說,它所發(fā)生的微小振動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一無二的,無論是在實驗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動發(fā)生變化的光譜。如果恒星在運動(無論靠近還是遠(yuǎn)離),這些譜線都會發(fā)生移動:遠(yuǎn)離我們的恒星向紅色方向移動,靠近我們的恒星向藍色方向移動。而在行星的影響下,這些光譜線則會隨恒星的往復(fù)振動,出現(xiàn)紅移和藍移交替發(fā)生的現(xiàn)象。這種移動非常微弱,因此要求極高精度的恒星光譜測量。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。