宇宙信息

HARPS新发现32颗太阳系外行星 高精度视向速度行星搜寻（HARPS）计划宣布新发现了32颗太阳系外行星,这使得系外行星的发现总数超过了400颗。这批新发现的系外行星涵盖了过去发现的所有类型,从热类木星、超级海王星和超级地球再到低质量、贫金属恒星周围以及多行星系统中的行星。     

系外类地行星的内部结构及大气成分研究进展

系外类地行星是目前搜寻地外生命的主要目标.随着观测仪器的发展,现在已经能探测到低于10个地球质量的系外行星.该文简要回顾了系外类地行星的形成与演化,介绍了当前研究它们内部结构的模型和方法,以及由此得出的类地行星质量-半径关系.同时,对应不同的行星初始物质成分,讨论了各种可能的大气结构.最后介绍了未来的空间任务在相关方面的工作.     

崛起的新行星:超级地球和亚海王星

随着观测技术的发展,发现太阳系外行星是预料之中的.然而,不曾料到的是,近几年探测发现的大多数系外行星却在太阳系中找不到一个对应的模版.它们的大小介于地球和海王星之间,被称为超级地球和亚海王星.简要地介绍这一类崛起的新行星物种,归纳和总结目前对它们的物理性质、轨道性质以及形成起源的理解.最后展望未来这方面的一些期待.     

凌星类热木行星大气的地面观测研究

正太阳系外凌星类行星是目前进行系外行星大气研究的最佳目标之一.在特殊的轨道构型条件下才可以进行凌星主食和次食的观测,它们分别对应于行星位于宿主恒星正前方和背后两种情况.相应的观测可以产生大气透射谱和热发射谱,在大气组成和温度结构的观测研究中扮演着重要的角色.基于这两种谱线性质,本文使用马普2.2 m望远镜的GROND(Gamma-Ray Burst Optical and Near-infrared Detector)设备对3颗热木星的次食进行了测光观测,又使用帕洛玛5.1 m海尔望远镜的DBSP(Double Spectrograph)、TSpec(Triple Spectrograph)和COSMIC(Carnegie Observatories     

超短周期系外行星研究进展

超短周期(ultra-short-period,USP)行星是指轨道周期小于1 d的系外行星,是近年来系外行星研究领域中一个新的前沿目标。USP行星的搜寻与确认需要借助傅里叶变换(Fourier transform,FT)和盒最小二乘法(the box least,BLS)等光变曲线分析算法,以筛选和确认精准的周期信号。利用统计方法可得到目前USP行星的轨道周期、行星半径、宿主恒星类型等分布特征。大部分USP行星半径小于2R⊕,受行星质量限制,大多数USP行星无法通过视向速度信号测得精确的行星质量。根据已有的观测结果可算出,部分USP行星的质量小于10M⊕,由此推测这些USP的组成更接近金属与岩石混合的类地行星。由于密近轨道可能发生光致蒸发等物质损失过程,USP行星大气的存在情况尚不明确。目前,USP行星被认为起源于热木星(hot-Jupiters)或亚海王星(sub-Neptunes),但USP行星与热木星的主星金属丰度的分布存在较大差异,亚海王星的光致蒸发起源理论可能性更高。USP行星轨道演化机制包括低偏心率轨道迁移和潮汐耗散的原位起源模型等。     

类地行星的形成、内部结构与大气逃逸

截止到2014年4月21日,已发现了1490多颗系外行星和3705颗Kepler候选体。这从观测角度证明了行星在银河系中是普遍存在的。对系外行星的研究丰富并加深了人们对行星形成与演化的认识。另外,新的观测与发现也不断提出新的科学问题。本论文开展了类地行星的形成演化、内部结构以及大气逃逸的研究。     

系外行星系统中潮汐和共振的动力学研究

<正>近年来,行星形成理论与行星系统动力学已经成为天文学研究的一个重要领域.随着系外行星探测的不断深入,各种与太阳系相比特征迥异的系外行星系统被发现.大批离恒星极近的行星被发现,它们的周期只有几天,从而会受到强烈的潮汐耗散作用.很多多行星系统中相邻行星的周期比都接近简单整数比,这预示着它们很可能处在平运动共振.行星的轨道面与恒星的赤道面夹角的范围也从太阳系内的行星的(?)7°扩展到0°~180°的整个有效范围,出现了不少逆行的热木星.这些新现象在挑战传统的行星形成理论与行星系统动力学的同时,也为其进一步的完善和发展提供了前所未有的机遇.本文将基于最新的观测数据和统计特征,从行星系统动力学角度出发,将潮汐作用与诸共振相结合,研究行星演化过程中的不同构型.     

2005年4月重要天象预告

4月3日木星冲日行星冲日是指外行星与太阳黄经相差180度时的天象冲日时,当太阳落入西地平线,行星便从东地平线上升起;因此,冲日前后是观测外行星的有利时期。今年4月 3日 24时发生木星冲日。2月一6月初木星在室女座中逆行。冲日前后木星的亮度达一25等、假设地球、木星的运行轨道为圆形,可以利用计算会合同期P的公式,算出下次木星冲日的大致日期、已知地球的恒星周期     

高精度测定外行星位置—可行性及实验

大行星位置的测量是天体测量学中的一项长期而重要的任务,如何在当前形势下高精度测定行星的位置是本文研究方向的最终目标,鉴于太阳系内行星和木星都有新技术进行高精度的位置观测,作者探讨了如何用光学手段高精度测量外行星（土星,天王星和海王星）的位置。提出了长焦距望远镜ＣＣＤ观测行星卫星和用中天望远镜ＣＣＤ观测暗恒星相配合的思路,因此,对长焦距望远镜ＣＣＤ观测外行星卫星和中天望远镜ＣＣＤ相对观测恒星进行了系     

太阳系外行星探测研究进展

太阳系外行星作为研究恒星演化重要的天体和探索生命起源的基础,多年来一直是天文学前沿研究的热点之一,目前已发展出近10种系外行星的探测方法。随着天文观测设备探测精度越来越高,自1992年至今,已发现4000余颗系外行星。近几年天基天文观测手段日趋成熟,探测系外行星的精度与效率得到了极大提高,并带动着更多地基系外行星探测项目开展。继目前最成功的太阳系外行星探测卫星开普勒(Kepler)之后,2018年4月TESS卫星成功发射,全球各地大量天文学家和地基光学望远镜设备纷纷加入太阳系外行星后随测光和光谱观测中,系外行星探测研究迎来了"黄金时代"。介绍了目前系外行星的探测方法和代表性探测项目,综述了类地行星、气态巨行星的探测研究现状和演化理论,并对未来5～10年内系外行星探测研究的发展趋势进行了展望。     

宇宙信息

天文学家在热类木星HD 209458b的大气层中首次探测到了超级风暴。对～氧化碳气体的高精度观测显示,从这颗行星极端高温的向阳侧到温度较低的背阳侧存在一股气流,速度高达每小时5,000—10,000千米。     

系外行星大气流体动力学逃逸的研究与进展

近轨道~①系外行星受到其宿主恒星强烈的X射线和极紫外(X-ray and Extreme Ultraviolet,XUV)辐射。恒星辐射可能会使富气体行星的气体摆脱行星的引力束缚而逃逸到行星的洛希瓣外。随着XUV辐射的增大,行星的大气逃逸可由较缓和的金斯逃逸变为剧烈的流体动力学逃逸。随着空间望远镜和地面望远镜的发展,在一些行星周围发现了膨胀的H,He,C,O,Na和Mg等元素的大气。行星大气研究从最初的紫外波段探测,已经发展到光学波段和近红外波段的探测。理论上,系外行星大气逃逸的流体动力学模型也已相继建立起来。这些模型涉及到行星大气的光化学、恒星风与行星风的相互作用、恒星辐射压以及行星磁场等方面。然而,一个包含所有过程的复杂模型还有待建立。     

2006年5月重要天象预告

行星于太阳黄经相差180度的天文现象称为行星冲日。冲日时,当太阳西沉降入地平线,行星则从东方地平线上升起,整夜都可观测到行星。因此,冲日前后是观测地外行星(行星运行轨道在地球轨道外边的行星)的最好时机,对于地内行星则不会发生冲日现象。今年5月4日23时发生木星冲日。今年1月到3月初,木星在天秤座顺行(由西向东运行),3月5日留后在天秤座逆行直到7月7日。5月4日冲日时木星的亮度达到-2.5等。左图为今年木星运行示意图。     

系外行星凌星观测指南

为什么要观测凌星？ 当代天文学家对于在茫茫银河系内的千亿颗恒星周围寻找太阳系之外的行星（称“太阳系外行星”,后文简称“系外行星”）,尤其是类似地球这样可能孕育生命的星球（类地行星）有着极高的兴趣和热情。这一方面得益于人类对于探索地外生命与文明的不懈追求,另一方面对这些系外行星的探测及其物理性质的分析,对深入理解行星系统（尤其是我们所处的太阳系）的形成与演化机制也有着重要作用。     

行星水世界也有迹可循

最近,美国夏威夷大学的科学家们和他们的合作伙伴发展了一种新技术,可以帮助辨认有水存在的系外行星。像金星这样“炼狱”般的行星,大气密度很大,与地球相比,当呈现出满月形的相位时,它要比地球亮一些。但是呈现为新月形的相位时,阳光会从地球的海洋表面掠过,使边缘亮度增亮,因此要比新月形的金星更亮。通过这两种相位下的行星观测,     

系外行星凌星预报

前言 近年来,探测太阳系外行星的新发现层出不穷,不断吸引着公众的眼球：包含两颗地球大小行星的五行星系统、位于宜居带可能存在液态水的行星、围绕双星系统运动的行星……不仅仅是天文学家们在致力于系外行星的搜寻和研究,公众们同样对于系外行星、地外文明这一未知领域充满了浓厚的兴趣。     

变“足不出户”为跨出地球(下)

一船联游探测外行星上世纪70年代初,人们开始安排探测外行星计划。木星、土星等离我们太远,飞船到达耗时太长,只测一星未免浪费,所以科学家想出了一船多星联游的办法。这种办法不仅可以一船多用,而且每次靠近一颗行星时,还可以借行星引力加速,这样就大大节省了燃料,降低了起飞重量。最理想的联游路线是,飞船先到木星,借木星的强大引力转一个弯并稍稍加速,奔向土     

基于Kepler Q1–Q17数据对类太阳型恒星的行星生成率估算

近30年来的系外行星探测揭示了行星在宇宙中普遍存在的事实.为了深入研究适宜生命居住行星的普遍性,一方面需要了解宜居行星的特性;另一方面可以通过分析已发现系外行星的分布特征,推算该类行星在恒星周围的存在几率.在目前已发现的系外行星中,凌星法发现的占据了绝大多数,如Kepler空间望远镜所观测的系外行星共有2344颗. 2018年Kepler正式退役,其科学团队发布了最终版的Kepler Data Release (DR25),包含观测季度Q1–Q17的恒星共198709颗.通过对Kepler数据的分析,使用逆检测效率法和最大似然分析法两种不同的方法对系外行星半径周期参数空间内的行星生成率进行了估算,同时将计算样本根据恒星的光谱类型进行分类,分别估算得到了F、G、K型的Kepler恒星周围的行星生成率及其整体的生成率.对于半径范围1–20 R_⊕(R_⊕为一个地球半径),轨道周期范围0.4–400 d的Kepler凌星系外行星,宿主恒星为F型时逆检测效率法和最大似然法估算得到的行星生成率分别为0.36±0.02和0.47±0.02,宿主恒星为G型时的...     

冰巨星大气研究进展

与类木行星等气态巨行星相比,冰巨星是由大量比氢氦重的气体成分(水、氨、甲烷等)组成的气体行星,天王星和海王星便是典型的冰巨星。天王星和海王星的大气中保存着太阳系形成初期的气体,对研究太阳系和行星的形成演化有很大帮助;研究其大气的动力学有助于了解大气内部的结构、热源驱动机制和对流机制;随着证认的系外行星数量逐渐增加,发现类海王星型系外行星是普遍存在的。介绍了天王星和海王星的大气结构、大气成分,以及太阳系外类海王星的研究进展,并对未来冰巨星的探测和研究进行展望。     

第十三届国际天文奥林匹克竞赛实测试题

高年组： 一、系外行星凌星。探测系外行星的最可靠方法之一,就是观测行星凌恒星现象。当凌星发生时,由于行星遮挡在恒星之前,恒星的辐射流量F会从正常的F0暂时性地下降。