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。     

太阳系外行星系统构型的形成与动力学

自从Maryor和Queloz于1995年在51Pegb周围发现了第1颗主序恒星系统内的行星以来,人类已经利用越来越精密的探测方法获得了更多的太阳系外行星系统的信息.截至2010年3月,人类已经探测到了431颗太阳系外行星,其中包含了45个多行星系统.从统计结果来看,系外行星系统的构型以及行星的特点与太阳系存在很多差异.研究这些系统的形成过程可以对太阳系的形成有更深刻的理解,并将推进行星系统形成理论的发展.     

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。     

太阳系外行星探测方法及统计特征

太阳系外行星的探测和研究在过去十几年取得了重大进展,仅2007年就发现62颗太阳系外行星,随着行星物理学、天体生物学等学科的兴起,必将掀起对太阳系外行星研究的一次浪潮.简要回顾了太阳系外行星研究的发展历史,介绍了探测太阳系外行星的主要方法和手段,并对方法本身的特点展开分析论述,列出了各种方法应用的最新进展.对已发现的270多颗太阳系外行星进行了统计分析,得出了一些预见性的结论.     

寻找类地行星：我们为什么如此热衷？

截至2011年12月底,太阳系外行星百科（http：／／exop lanet．eu）里已经有716个系外行星（即围绕除太阳外的其他恒星运转的行星）候选者了。从最初每个有关系外行星的新发现都能上头条,到现在新发现已成为寻常之事,一般不再会像以前那样引起人们巨大的激动,我们已经在系外行星搜索的道路上走了很远。     

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。     

太阳系外行星系统轨道参数的统计研究

自1995年第一颗类太阳恒星周围的系外行星发现以来,随着已发现的系外行星数目的增多,对系外行星性质的统计分析变得重要和有意义。截至2011年6月9日,共发现系外行星555颗。以这些系外行星的轨道参数为依据,对系外行星的性质进行统计分析,得出了一些有意义的结论。同时简要介绍现有的行星形成与演化模型并依据得出的行星统计性质对其进行检验,这对于系外行星的进一步探测具有一定的指导作用。     

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.     

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。     

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?..     

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。     

“科罗塔”与太阳系外行星的探测

太阳系外行星的探测无疑是最近十几年间最热门的天文学领域之一。其实,早在三百年前,荷兰著名科学家克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）就曾想到过,如果夜空中的繁星都是远方的太阳的话,那么它们周围也应该有行星存在。但惠更斯很快就意识到。以当时的技术水平远远无法满足这一观测需求。一直到1992年,人类才通过射电望远镜发现了第一颗系外行星,而令人惊诧的是,     

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。     

系外行星大气研究现状

探测系外行星的最终目的是为了寻找系外生命和宣居行星,而系外行星大气是人们了解行星宜居特性的窗口,所以系外行星大气的研究至关重要。近10年来,系外行星大气的理论研究和观测都发展迅速。受观测技术限制,目前观测到大气的系外行星主要是用凌星法探测到的热木星和超级地球,还有用直接成像法探测到的离主星较远的年轻气态巨行星。力求在系外行星大气领域飞速发展之际,对该领域研究现状做简明介绍。首先介绍系外行星大气的观测方法,随后介绍热木星和超级地球的大气概况和研究现状,最后对系外行星大气探测的有关项目进行简要介绍,以展示未来系外行星大气研究的前景。     

天文学家首次直接拍到系外行星照片

天文学家们通过间接手段迄今已发现了近300颗太阳系外行星,不过,最近加拿大多伦多大学的天文学家利用莫纳克亚山“北双子座”（Gemini North）望远镜,直接拍摄到一颗太阳系外行星的照片。他们在9月15日对外公布了这项最新研究发现。     

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...     

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.     

呼唤宇宙中的地球

天文学家探测太阳系外的行星,直到上世纪90年代才有比较可靠的结果。截至2009年2月18日,已发现系外行星340颗。发现系外行星是非常困难的。远至几十、几百万光年的恒星和上百亿光年的星系,能够顺利地进入天文学家的视野,是因为它们有强大的辐射。     

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。     

发现时钟座τ有一尘埃盘

不久前,天文学家发现时钟座τ有一个质量至少是木星2倍的行星,这是在大小类似地球轨道上找到的第一颗太阳系外行星。最近,一个国际天文学家小组用欧南天文台3.6米望远镜上的近红外适应光学系统(ADONIS)获得的图像显示,在同一颗恒星的周围还有一个尘埃盘。