太阳系外行星的凌星观测研究

为对太阳系外行星的物理参数进行更精确估算,利用山东大学威海天文台/威海市天文台的1 m反射望远镜,对7颗已知具有行星系统的恒星:TrES-1、TrES-3、XO-2、WASP-1、WASP-2、WASP-3、HAT-P-7,进行了凌星现象的观测研究.介绍观测和数据处理的基本情况,给出凌星光变曲线结果及由之推算出的一些行星参数.在总结结果并加以分析的同时,展望下一步将进行的更为深入细致的研究.     

系外行星凌星预报

三月的夜晚对于爱好者夜间观测来说可能还有些寒冷,但是到了春暖花开的四月,随着气温的回升,也越来越适合夜间观测。下面就带大家走进4月适合观测的系外行星凌星现象：右页表格是以北京地区地理坐标为准,在系外行星凌星数据库ETD（http：//var2．astro．cz／ETD／predictions．php）中得到的4月份将要发生的部分凌星现象的预报汇总。主星亮度暂选为亮于11等,高度角高于20°,不同地区的爱好者可以通过网站设定当地经纬度。4月份有观测条件的亮星上表已经列出,下面重点介绍下面两颗行星及其主星。     

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     

系系外行星系统HAT-P-36的测测光观测研究

在2012至2014年期间,用云南天文台1 m望远镜对HAT-P-36系外行星系统的3次凌食事件进行了测光观测。用IRAF软件包对CCD测光图像进行处理,用coarse de-correlation和SYSREM方法对数据中的系统误差进行改正,最后用MCMC方法求解HAT-P-36行星系统的物理参数。新得到的行星质量比Mancini等人和Bakos等人的计算结果略微偏大。基于20组凌食事件的中心时刻数据,用最小二乘法对其进行拟合,得到更加精确的行星轨道周期(1.327 347 04±0.000 000 27)d,从O–C图中可以看出线性关系并不能很好地拟合数据点,但是功率谱分析没有发现明显的周期性信号,在此假设HAT-P-36b的轨道外存在一颗微扰行星并限定它的一些物理参数。     

系外行星系统潮汐效应研究

<正>本文利用数值模拟方法研究了3个单行星系统和两个双行星系统的潮汐演化过程,主要内容如下:(1)对于单行星系统,研究了WASP-43、GJ1214和Kepler-10(Keple-10c的引力作用作为摄动效应考虑)3个系统的潮汐演化过程.研究结果表明,潮汐效应使它们的轨道衰减和圆化,从而形成现在的轨道.对于Kepler-10b的演化过程研究,除潮汐效应外,还分别考虑了广义相对论效应、伴星效     

食双星DS Psc的观测与研究

捅要从2009年到2014年,对食双星DS Psc进行了多色测光和光谱观测,得到了完整覆盖的B、V、R 3色光变曲线以及一批新的光变极小时刻,并首次确定了该双星系统的光谱型.综合已有极小时刻数据,采用O-C方法进行周期分析,得到了新的轨道周期及历元公式.利用Wilson-Devinney方法,对观测所得光变曲线作了拟合分析,首次得到了该双星系统的测光轨道初解.结果表明DS Psc为一个光谱型约为G7V的过相接双星系统.其轨道倾角为66.6°,质量比为2.506.由于其小质量的次子星具有比大质量主子星更高的表面温度,因此DS Psc应属于W次型的W UMa型双星.     

室女座Ax的光电观测及光度解

我们观测得到Ax Vir的一条由686个测点组成的黄光光电光变曲线,获得了该星的一个主极小时刻和两个次极小时刻。用Russell——Merrill模型对该星进行测光解分析,得到了一组轨道要素。     

W UMa型食双星GM Bootis测光研究

GM Boo是一个已经被发现超过10年的短周期(约0.36天)相接双星。获得了GM Boo在2010到2015年新观测的多波段时序测光数据及其低色散光谱。从光变曲线中提取了19个新的光变极小时刻,并结合历史数据推导出该双星轨道周期增长速率d P/dt=1.06×10~(-7)d·y r~(-1)。Wilson-Devinney程序被用来分析GM Boo的测光轨道解。得出它是一个典型的W次型的过相接双星系统,其质量比约为q~1.22,相接度约为f~11%。模型中添加了2个黑子拟合不对称的光变曲线,说明此系统具有较强的活动性。     

兴隆60cm望远镜主焦CCD系统测光性能的研究

对兴隆６０ｃｍ望远镜主焦ＣＣＤ系统的测光性能进行了测试和研究,测定了ＣＣＤ快门时间函数,讨论了快门延迟效应对短时间曝光观测的可能影响,通过观测大批Ｌａｎｄｏｌｔ标准星,较准确地定出了ＢＶＲＩ宽带测光的星等系统转换关系,结果表明本系统与标准ＢＶＲＩ系统很接近,对ＣＣＤ系统的天文测光精度作了仔细的检验和分析,工对ＰＳＦ拟合测光和孔径测光两种方法进行了比较。     

热海王星系统HD 106315的近$2:1$ 平运动共振捕获与轨道演化

通过结合理论分析和数值模拟方法,可以对热海王星系统HD 106315轨道迁移中的近2:1平运动共振捕获机制以及潮汐作用下的演化过程进行研究.在轨道迁移阶段,初始轨道半长径、初始偏心率以及行星c的偏心率衰减系数K会对系统轨道构型产生影响.数值模拟结果显示当初始轨道半长径分别为ab～0.4 au、ac～0.8 au,偏心率eb和ec均小于0.03时, HD 106315b和HD 106315c在中央恒星的引力作用以及原行星盘粘滞作用下向内迁移, 65000 yr左右两颗行星均可迁移至当前观测位置附近并形成近2:1平运动共振捕获.此外,中央恒星的潮汐效应也可能会对行星系统共振构型产生影响,理论分析表明当行星潮汐耗散系数Q=100时,潮汐效应造成的轨道半长径衰减使系统轨道周期比发生的变化可能是系统脱离共振构型的原因.数值模拟结果显示, HD 106315系统内两颗行星Q103时,来自中央恒星的潮汐效应并不会使行星系统产生明显的偏心率和轨道半长径衰减,不足以使HD 106315行星系统在剩余寿命内脱离2:1平运动共振轨道构型.     

利用长期资料改进双星轨道解的一种方法

早期的地面观测积累了大量关于双星系统的观测资料.相对于近年来的各种观测数据,这些资料兼有精度低的缺陷和时间跨度长的优势．针对同时具有长期资料和依巴谷观测数据的较长周期的双星系统(如依巴谷星表的双星和多星附表中的G型双星系统),提出一种联合拟合方法,即首先通过拟合依巴谷的观测数据IAD寻求目标函数局部极小的轨道解,然后从中选出长期资料的最优解．结合这种方法的可行性分析,讨论了适用该方法的双星系统的轨道特征．作为应用实例,研究了文献中存在两种轨道解且仅有7次长期资料可以利用的系统73Leo,通过伴星质量的外符合分析,给出了具有较高可信度的轨道解．     

Kepler-9b、c的近2:1平运动共振分析

对多行星系统中行星周期比的统计发现,行星周期比在简单整数比2:1、3:2的右侧边缘处有明显聚集,而在其紧邻的左边有明显空缺.针对这一现象有各种不同的动力学解释. Kepler-9系统中已发现的3个行星中,行星b、c周期比约为2.03,是接近2:1共振的一个典型例子.利用关于偏心率的二阶哈密顿方程,针对只考虑长期作用和加入共振摄动两种情况,通过研究当前状态下系统在能量等高线图与相空间截面图中的位置,讨论了两行星可能的近共振状态.     

双星系统中行星的形成及动力学

自1995年在类太阳恒星周围发现第1颗太阳系外行星(简称系外行星)以来,到目前为止发现的系外行星数目已达500多个.恒星一般诞生在双星系统中,因此在双星系统中发现行星是很自然的.目前的观测统计显示,双星系统中具有行星的恒星比例大概为17％.显然这个比例应该看成一个下限,因为很强的观测选择效应使很多行星观测计划避开了双星系统.目前发现的有行星的双星系统大都为S型,即一颗伴星围绕着里面的恒星-行星系统公转.一般S型的双星轨道间距在100 AU以上,不过目前也发现了4个S型双星轨道间距在20 AU左右.这些系统包括Gamma Cephei、GJ 86、HD41004和HD 196885.除了以上介绍的S型双星,还有一类叫P型,即行星围绕两个恒星公转.P型的双星到目前为止只发现并确认了两例.本论文将主要研究S型双星系统中的行星形成. 在第1章,我们首先概括了到目前为止有关单星和双星系统中行星的观测特征.然后,我们系统地介绍了有关行星形成的理论模型,特别是这些理论模型应用到双星系统中时需要考虑的情况变化.双星系统中,由于伴星的引力扰动,行星形成与之在单星系统中相比变得更加复杂.伴星的引力可以激发起星子的轨道,从而使得它们的碰撞速度增大到大于星子的表面逃逸速度,甚至大于使星子碎裂的极限速度.行星形成的中间(第2)阶段—从星子到行星胚胎,因此变得问题重重和扑朔迷离.我们接下来的内容将主要集中在这个问题很多的中间阶段,看星子能否以及如何顺利通过这个阶段.     

WY Cnc的四色uvby测光和食外畸变波的黑子模拟

作者于1986年3月间,对短周期RS CVn型双星WY Cnc进行了uvby四色光电观测。采用改进了的包含黑子微分改正的W-D程序,对b和y光变曲线,以及Chambliss 1965年发表的B和V两色曲线,分别进行了食外测光畸变波的黑子模拟分析,得出WY Cnc在两个时期中,其主子星均存在两个黑子活动区,并给出它们的大小、位置和活动区平均温度结果。新的测光质比为q=m_2/m_1=0.454±0.005。WY Cnc属主序不接双星。     

大冲与距离最近不能划等号

对于轨道在地球轨道之外的行星、小行星与地球间的距离是大起大落。在“冲”时最近 ,(大致是两轨道半长径之差 ) ,“上合”时最远 (大致为两轨道半长径之和 )。何谓“冲” ?天文学上的定义是 :行星与太阳的(地心 )黄经相差 1 80°的时刻。火星是地球的紧邻 ,而且由于它的轨道是偏心率较大的椭圆 ,所以当它的“冲”正好发生于火星的近日点附近 ,这就是“大冲”。许多文章和书刊 ,甚至天文著作中往往把“大冲”与“最近”两个不同概念混为一谈 ,总是讲“因为火星大冲时离地球最近 ,所以是观测它的最好时机。”其实此话的前半句是有问题的。两…     

食双星的分光轨道解:AA UMa

使用像管摄谱仪和Reticon探测器获得了食双星AA UMa的高色散和高时间分辨率的光谱,并用交叉相关函数法测得其视向速度。从光谱特征来看,AA UMa是一对W UMa型食双星。本文首次给出了AA UMa的分光轨道解。在圆周运动的假设下,轨道根数测定为:P=0.468171天;T_0(相应于测光主极小时刻)=HJD2,446,520.4448;K_1=124.0公里/秒;K_2=227.7公里/秒。像其他一些使用本方法获得分光轨道解的食双星一样,AA UMa系统的质心速度没有能够唯一地确定,但是V_0=-34.8公里/秒可能是一个较好的估值。根据分光轨道根数,本文给出了新的测光历元公式:HJD Min I=2,446,520,4448(8)+0.468171(48)·E。AA UMa两子星的光谱型十分相似,与变星总表(GCVS)所列的GoV相一致。两子星的质量比为0.54,星等差为0.36(～B)     

食双星仙女座RT And的视向速度和测光研究

本文发表了食双星RT And的1984—1985年期间的视向速度观测。依据点源模型获得了一组新的分光轨道解。轨道根数分别是:V_(01)=-1.0公里/秒;V_(02)=+5.0公里/秒;K_1=131.4公里/秒;K_2=168.4公里/秒;T_0=HJD2,445,977.0997。q_(sp)=m_2/m_1=0.780。结合文献中的资料,使用Wilson Devinney方法,对视向速度和测光观测作联合求解,得到了该双星的绝对参量:A=3.80R_⊙;R=1.14R_⊙;R=1.05R_⊙;M_1=1.05M_⊙;M_2=0.81M_⊙;L_1=1.78L_⊙;L_2=0.54L_⊙;M_(V_1)=4.14~m;M_(V_2)=5.65~m;距离估算为50pc。主伴星均有主序演化效应。     

极亮红外星系的HST面源测光研究

星系间的相互作用和合并是一个非常普遍的现象,在星系的形成和演化过程中扮演了一个重要角色。理论和实测都有表明星系并合是椭圆星系形成的重要途径。极亮红外星系（ＵＬＩＲＧｓ）与星系间的相互作用和并合密切相关,是研究星系并合现象的理想实验室,对它们的测光研究将有助于理解星系的并合过程。哈勃望远镜（ＨＳＴ）的高分辨率观测为这方面的研究提供了条件。我们利用哈勃望远镜（ＨＳＴ）的宽场行星照相机（ＷＦＰＣ２）对极亮红外星短曝光巡天的Ｉ波段数据,选出了一个子样本。该子样本由２１个以单核为主的极亮红外星系组成,这些星系一般处于星系并合的晚期。我们对这些星系进行了面源测光研究,并根据面亮度轮廓与Ｒ１／４律的差别利用χ＾２判据律将它们分成了两大类：第一类八个星系的面亮度轮廓可以用Ｒ１／４律很好地拟合;而第二类星系在面亮度轮廓与Ｒ１／４     

方差分量估计方法在ERS—2卫星精密定轨中的应用

将方差分量估计（VCE）方法应用于ERS－2卫星的精密定轨,用SLR和PRARE资料计算了1998年前3个月的23个长度为5天的弧段（除了调整轨道的时段外,相邻弧段有两天的重叠）,从观测值残差分析和重叠弧段比较两个方面,考察VCE方法对定轨计算的影响,并给出了各组观测值的平均验后均方差,对观测值残差的分析表明,使用VCE方法明显地改善了观测值的拟合程度,但从阿卑（Abbey)标准对观测值残差的检验结果来看,使用VCE方法不能消除轨道中由力学模型和几何模型误差引入的系统差,重叠弧段比较的结果表明：（1）使用VCE方法缩小了重叠弧段的平均距离差,并改善了一部分权段明显不合理的偏离,使最后得到的轨道具有更均匀的精度,（2）相比较而言,VCE方法使相邻弧段靠拢的趋势在轨道切向体现得较为明显,由各组观测值的平均验后方差可见,说单个标准点观测值而言,部分SLR台站的观测资料在定轨计算中占有比其他观测资料更重的地位,纵观全文,使用VCE后得到的观测值的平衡验后均方差来确定资料的双重将比使用均方差更为合理。     

食双星的分光轨道解:BD+37°2356

使用像管摄谱仪和Reticon探测器获得了WUMa型食双星BD+37°2356的高色散和高时间分辨率的光谱,并用交叉相关函数法测定了视向速度。本文首次给出了BD+37°2356的分光轨道解。在圆周运动的条件下,轨道根数测定为:系统的质心速度V_0=-5.3公里/秒;与测光主极小相应的时刻T_0=HJD 2,446,491.8518;视向速度曲线的半振幅K_1=105.1公里/秒;K_2=257.3公里/秒。两子星的光谱型十分相似,在MK系统中分类为F9V,小质量子星的光谱型略早些。两子星的质量比(m_2/m_1)为0.41,星等差(～B)为0.73。