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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。     

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.     

系外行星系统掩星周期变化研究进展

在掩星法发现的系外行星系统中,如果存在其他未知的伴星绕同一颗恒星运动,掩星行星由于受到伴星引力的影响,运动轨道将发生变化,轨道周期不再是常数,而是变化的。利用这种变化探测掩星系统中的其他行星,已成为一种新的方法。主要介绍了未知行星与掩星行星之间的引力作用引起的掩星周期变化效应,以及掩星周期变化法探测系外行星的理论和研究进展状况,最后简要讨论了几种影响掩星周期变化的其他因素:共轨行星、卫星、潮汐效应、相对论效应及恒星的引力四极矩等。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

系外行星上的生命线索

近十年来,天文学家已经新发现了将近3000颗系外行星。将来,随着更多用于搜寻系外行星的新卫星发射升空,这一数字还会增长得更快。研究者最初关心的主要是尽可能多地发现系外行星,并且确定它们的质量和轨道。近年来,人们的关注点已经更多地转向行星更为特殊的性质,如化学组成、自转周期和大气特征(如,系外行星上的云).     

系外行星的形状与其内部结构

随着观测技术不断进步,已经有了很多对系外行星扁率和拱点进动的观测进展.行星的扁率是由行星的内部密度剖面与其自转决定的,勒夫数k_2与其核的大小存在明显的负相关.故扁率与k_2可以很好地限定系外行星的内部结构.从Lane-Emden方程出发,构建了不同多方指数下的行星模型.继而通过解算Wavre的积分微分方程得到其扁率,结果表明:多方指数越小,自转越快,扁率越大.从NASA(美国国家航空航天局)系外行星表中,挑选了469个同时具有质量、半径和轨道周期观测或估算值的系外行星,在两种不同自转周期假设下,计算了它们的扁率.结果表明:如果采用潮汐锁定假设,绝大多数系外行星的扁率非常小,约97%的行星小于0.01,难以被观测到;而在固定的10.55 h自转周期假设下,有28%的行星扁率大于0.1.通过解算Zharkov简化的2阶微分方程,得到了不同多方模型下的勒夫数,并讨论了k_2与核大小的关系.     

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。     

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。     

天体测量法探测系外行星

在目前已发现的系外行星中,绝大多数是由视向速度法和凌星法探测得到的,天体测量法仅发现了1颗.gaia卫星数据即将发布,天体测量法将逐步成为系外行星探测的重要方法之一.基于天体测量法给出的恒星位置参数序列,讨论了在求解行星质量和轨道参数时涉及的动力学条件方程计算问题,给出了具体微分改正公式,同时也进行了必要的仿真模拟计算.建立的方法可以较容易地推广到多行星系统.     

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.     

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。     

新近发现几个系外行星

从观测者的角度,当一颗行星穿越太阳表面时,这一现象就叫做“凌日”。对于探测系外行星来说,“凌日”现象称作”凌星”,这是发现系外行星的方法之一。行星出现“凌日”现象可稍微改变恒星的亮度,大约只有一万分之一的亮度变化,“凌星”现象大约可持续2～16个小时。如果“凌星”现象完全是由行星自然运行而导致的,那么这种运行变化将完全具有周期性。此外,相同行星产生的所有凌日现象都应当具有相同的亮度变化,持续相同的时间。因此,行星“凌星”探测方法具有较强的可重复性信号且十分有效。     

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。     

原行星盘对行星系统形成及演化的影响

系外行星的探测是近年来炙手可热的话题,尤其是类地行星的探测.随着观测数据的不断积累,以及NASA的Kepler卫星的升空,越来越多的系外行星系统和类地行星被探测到,这将极大地丰富系外行星和系外行星系统的样本,为我们提供更多的素材,使我们对系外行星的形成、演化等过程有更加深刻的认识.     

几颗特别的系外行星

第一颗系外行星仙王座γ有许多与众不同之处。其一,它是未来的北极星。一千年以后,它将比现在的北极星勾陈一更接近北天极。另一个与众不同之处在于,它拥有第一个被发现的系外行星。发现这颗系外行星的科学家们并不幸运,他们花了几十年的时间才最终确认这颗系外行星真实存在。