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定外行星（土星,天王星和海王星）的位置,提出了用长焦距望远镜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统调研,同时也对外行星卫星的理论从观测验证的角度进行了介绍。本文重点介绍了在长焦距望远镜上相对于天王星卫星高精度测定暗恒星的位置。结果表明,相对于天王星卫星确实可以精确测定同一ＣＣＤ视场中暗恒星的位置,位置测量的精度和国外最好的天王星卫星位置测量的精度相当或更高。还介绍了与观测资料的归算有关的天王星和卫星的位置历算。最后,分析了我国从事高精度大行星位置测量的可行性     

天然卫星CCD精确定位的最新进展

天然卫星CCD精确定位观测对于宇宙飞船探测外行星、行星物理的研究以及天文参考系的连接等方面都有重要的意义．文章介绍了长焦距望远镜CCD观测天然卫星所遇到的各种困难以及解决问题的方案．重点评介了CCD图像处理和归算方法．最后,介绍了影响天然卫星位置测量精度的各种因素及最新观测结果的精度．     

天王星卫星CCD（SRT）位置测量的数字图象处理

天然卫星的位置测量在天体测量和天体力学中都有重要意义。国外有人对天王星卫星位置测量应用新的图象处理方法得到了高精度的卫星观测资料。利用云南天文台１米望远镜上获得的两颗卫星的ＳＲＴ的ＣＣＤ观测资料进行了新老图象处理方法的比较研究。当用两颗卫星直接作定标测量ＣＣＤ的比例尺和指向时表明：主星晕的处理对卫星位置的测量非常重要。去晕处理后,测得的比例尺和指向的弥散将大为减少。     

土星卫星CCD定位观测的初步分析

发表了１９９４年８月土星主要卫星ＣＣＤ观测的相对位置资料及其与理论值的比较分析。观测使用了开放实验室分山基地的１５６ｃｍ天体测量望远镜上的ＣＣＤ探测器．对观测资料的分析表明；Ｒｈｅａ和Ｄｉｏｎｅ相对于Ｔｉｔａｎ的位置精度为０．１２”。这相当于距离土星７００ｋｍ．土星卫星ＣＣＤ观测与最佳的照相观测比较，其位置精度相当。     

小视场CCD图像的几何定标

针对长焦距望远镜CCD观测天然卫星的情况,导出了用两颗亮星作为定标时,CCD视场几何参数(比例尺和指向)测量的误差公式,进而设计了多定标星定标时正确的归算方案。新方案不仅对天然卫星的位置测量,也对同类型的小视场CCD位置测量具有指导意义。     

小视场CCD图像的几何定标

针对长焦距望远镜CCD观测天然卫星的情况，导出了用两颗亮星作为定标时，CCD视场几何参数(比例尺和指向)测量的误差公式，进而设计了多定标星定标时正确的归算方案。新方案不仅对天然卫星的位置测量，也对同类型的小视场CCD位置测量具有指导意义。     

STEP天体测量误差源分析

系外类地行星空间探测计划(Search for Terrestrial Exo-Planets,以下简称"STEP")采用天体测量法和微像素级焦平面定标测量技术,设计望远镜焦平面检测精度达到1μas.在假定焦平面设计能达到检测精度的前提条件下,系统分析了恒星自行、视差、卫星速度和位置、光学系统的光心等关键因素对检测系外行星的影响.有别于传统的窄视场照相底片常数法,提出了一种恒星相对角距测量方法,以检测由于可能存在的系外行星而引起星对角距变化的非线性项,消除了传统窄视场天体测量中参考星位置和自行精度对检测系外行星的直接影响.针对同一天区内的8颗参考星和1颗具有行星系统的待测星,分别模拟出5 yr内的观测数据,利用最小二乘法进行处理,发现基于STEP自身1μas的观测精度,在这种情况下是可以观测到类地行星的.     

天王星卫星CCD观测的初步分析

１９９５ 年８ 月在上海天文台利用安装在１ ．５６ 米望远镜上的ＣＣＤ 探测器对天王星五颗主要卫星进行了定位试观测。将观测所得的位置资料与其理论值做了比较。结果表明：ＣＣＤ观测的位置精度优于照相观测的结果。这些资料对于卫星轨道的研究是有价值的。     

依巴谷星(104297)相对于伽里略卫星Callisto的CCD位置测量

１９９７年１１月１４日晚，在中国科学院云南天文台１米望远镜上用新安装的１０２４２ＣＣＤ观测到了木星的两颗伽里略卫星；Ｅｕｒｏｐａ和Ｃａｌｌｉｓｔｏ及一颗依巴谷星（星号为 １０４２９７）．当采用新的 ＪＰＬ ＤＥ４０５和 Ｓａｍｐｓｏｎ－Ｌｉｅｓｋｅ理论（Ｇ５）计算卫星的理论位置并相对于Ｃａｌｌｉｓｔｏ测量恒星位置时，视位置的观测值与计算值之差的平均值在赤经和赤纬方向分别为△α＝－０″０２９±０．″０１２，△δ＝０．″００５± ０．″０１１．这对应于平均观测历元（ＵＴ）：１９９７年１１月１４日１３时４３分５０秒．这一试验结果与 Ｃａｓａｓ等在同一时期内ＣＣＤ观测的结果有着很好的一致性 它反映了依巴谷星表体现的光学参考系与ＤＥ４０５体现的动力学参考系在观测历元具有较好的一致性．单次位置测定的标准误差在赤经赤纬方向分别为±０．″０５２和０．″０４７．这一精度明显优于 Ｃａｓａｓ等人发表的 Ｃａｌｌｉｓｔｏ的处理精度，并与目前国际上最好的伽里略卫星观测精度相当     

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...     

金牛座疑似行星被否定

1998年有报导说,哈勃空间望远镜拍摄到一颗太阳系外行星。如果属实,这将是人类有史以来第一次直接观测到太阳系外行星。然而最近天文学家证实金牛座里的这颗疑似行星实际上是一颗背景恒星。这颗昏暗、略带红色的“行星”看上去由一条长长的尘埃卷须与一对亮得多的,彼此环?..     

研制低纬子午环初衷的沿革

介绍了在低纬子午环研制过程中，如何跟踪国内外测量方法和科学技术的发展，调整该仪器的主要课题目标：开始时仅计划在低纬度地区进行天体位置的绝对测定，改善基本星表系统；在１ｍ望远镜试验ＣＣＤ底片重迭法成功后，打算把该仪器绝对测定的恒星位置与河外天体联系起来，间接地建立准惯性天球参考架；当国外传统子午环配备ＣＣＤ测微器作相对测量后，提出了在该仪器上配备ＣＣＤ测微器作绝对测定的方法，用其观测数据直接建立实用的准惯性天球参考架，并为太阳系和银河系研究提供有用数据的总体目标。     

深入“特丝”巡星之旅

凌星太阳系外行星巡天卫星正在革新人类对太阳邻域中行星的认识,但发现新的行星只是开始。1995年,在类太阳恒星旁发现了首颗太阳系外行星。到2005年,太阳系外行星搜寻仍处于襁褓中。天文学家当时依然不清楚,环绕其他恒星的行星是普遍存在的,还是罕见的个案。     

漂移扫描CCD用于地球同步轨道卫星观测的初步结果

对于地球同步轨道卫星,目前国内主要采用两种观测手段,即小光电望远镜短曝光观测和天文望远镜跟踪恒星(或卫星)观测.事实上,这两种手段都各自存在不足,尤其对于暗弱目标问题更加显著.利用CCD漂移扫描模式和凝视模式相结合观测地球同步轨道卫星具有明显的优势,小口径望远镜(口径约25cm)就能够获得高质量的目标和恒星圆星像与高精度的定位结果.本文重点阐述了获得高精度地球同步轨道卫星光学位置与星等的原理、方法及步骤;最后,利用实测资料的数据处理结果,分析了所获得的地球同步轨道卫星的内部精度及其误差源.     

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。     

土星主要卫星天体测量定标试验

在地面望远镜观测土星主要卫星的精确定位中,目前普遍采用CCD成像技术。为了测量视场中暗卫星的位置,常采用4颗主要卫星(土卫三-土卫六)进行定标。鉴于技术的进步,目前CCD视场正在逐步增加,如何精确定标图像值得研究。利用2010年1月20日在云南天文台1 m望远镜上观测的不同取向的105幅CCD图像进行了试验研究。采用了美国喷气推进实验室土星主要卫星历表和美国海军天文台的UCAC4恒星星表进行计算,相对于不同的参考对象进行定标。结果表明,采用4颗主要卫星进行定标并测量离卫星较近的观测对象时具有较好的测量准确度和内部精度。测量离定标星较远的卫星时,这种定标方法具有较大的不确定性。采用6颗主要卫星(土卫三-土卫八)进行定标,所有卫星的测量结果具有更好的外部和内部符合。即便如此,采用四常数模型和六常数模型定标的结果都不是令人满意,这揭示CCD视场存在明显的扭曲效应。如果采用视场中的恒星定标,卫星的外部符合和内部精度明显变差,这说明UCAC4恒星参考星表也不是理想的定标用参考星表。     

行星“小”太阳系的新生?

卫星围绕行星转,行星围绕恒星转,这是传统的天文认识。1995年,科学家发现了围绕其他恒星的行星,总共发现了120颗太阳系外行星。现在天文学家又发现行星也可以围绕大小和行星相当的天体转动,从而有可能改写传统的天文知识。     

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。     

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。     

天王星与依巴谷恒星的合

根据最新星历表，天王星及其卫星系统将于2001年9月6日～11日期间经过2颗较亮的恒星。它们分别是依巴谷恒星(星号106829)和ACT星表恒星(AC2000星号2588165)。其中天王星与依巴谷恒星的最小角距离为5.90″,5颗主要卫星(Mirands,Ariel,Umbriel,Titania和Oberon)中与依巴谷恒星最小角距离的是Titania,角距离仅为2.08″。届时，这种非常近的合天象的长焦距望远镜的CCD观测将具有重要意义。