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。     

寻找地外生命的进展与前景

介绍并探讨了人类运用天文学、深空探测及计算机模拟与统计等多种方法和手段在太阳系内的地外天体及太阳系外的类地行星上寻找地外生命的进展,如:美国航空航天局及欧空局的一系列探测器都发现火星土壤略呈碱性可能适宜生命的存在,火星大气正在不断释放可能由火星地质或生物作用产生的甲烷;表面为巨厚的水冰覆盖的木卫二如果内部炽热,则极有可能存在生命;而土卫六则非常类似现代生命起源理论中生命起源时的原始地球。对彗星的撞击探测结果表明,其内部存在着有机物和黏土矿物,可能给早期原始地球带来了有机物甚至生命;对太阳系外的射电天文观测则发现了仅银河系中就有无数的类地行星。不仅如此,"寻找地外智慧生命"计划还试图通过倾听地外智慧生命的通讯信号和主动发射地球人类的通讯信号以和地外智慧生命取得联系。美国航空航天局发射了带有地球位置及生命信息的太阳系外探测器,也做出了类似的努力。从取得的探测结果和重要发现来看,地外可能存在着适宜生命产生及演化的条件,这使我们看到了寻找地外生命的新曙光。但囿于对地外生命形式认识的缺乏和深空探测技术的限制,目前想要找到它们还是个极其艰巨的任务。     

行星内部地震波及其对卫星轨道的影响

本文指出地震学在天文和行星学科里的重要作用.我们主要介绍最近提出的“潮汐—地震波共振”(tidal-seismic resonance)效应,并且讨论它对卫星轨道演化的作用.当在同步轨道以下周期运动的卫星引起的引潮力的频率和行星内部自由震荡频率吻合时,就会发生潮汐—地震波共振.此时,行星内部的地震波将被激发并引起行星表面的显著位移.升高和下降的地面会对卫星产生一个力矩从而使得卫星轨道下降.因为潮汐共振引起的动态地面位移可以比单纯引潮力引起的位移大两个数量级,所以潮汐共振会显著加速卫星下降速率.我们用我们开发的三维地震波场模拟程序AstroSeis数值计算了潮汐—地震波共振对轨道的影响,进而推测这一共振效应可能对行星早期吸积速度有显著影响.另外,因为行星内部的Q值和S波的波速对潮汐共振影响很大,未来研究微重力环境下的小行星或陨石内部地震波的速度和Q值对研究行星演化和太阳系的形成至关重要.     

Solar system,exoplanets, and anthropic principle

It is shown that the planetary distances of the Solar System are distributed according to the L ₀ resonance, where L ₀ = cP ₀ = 19.24 a.u. is the wavelength of the “cosmological oscillation” of the Universe (whose nature is unknown). Here, c is the speed of light and P ₀ = 160 min is the period of pulsations of the Sun and the Universe, which turned out to be equal to 1/9 of the mean terrestrial day. Exoplanets do not exhibit the L ₀ resonance; instead, they demonstrate on average a spatial resonance on a scale of 14.8 a.u., pointing to a mechanism of formation of exoplanetary systems which differs from the commonly accepted one (by the capture of “mesoplanets,” rather than from near-star nebulae). This indicates that the L ₀ resonance is a specific feature just of the Solar System. The L ₀ (P ₀) aspect of the anthropic principle, realized only near the Sun, distinguishes our planetary system from a number of observed exoplanetary systems. This fact makes the anthropic principle in its strong formulation more evident, localizing its effectiveness. Probably, it is closely related to the appearance of life on the Earth, which unexpectedly, sadly, and charmingly makes any talks on extraterrestrial civilizations devoid of any prospect.     

预报大行星,月球掩点源事件的一种方法

以ＪＰＬ提供的太阳系天体数值历表ＤＥ２００／ＬＥ２００和美国海军天文台提供的岁差、章动改正程序为出发点，本文介绍预报大行星、月球掩源的一种方法，本方法分三个步骤：首先给出被掩源所满足的必要条件，并据此进行被掩源的初选；其次预报掩事件的全局情况，即掩发生的始终时刻和比较精确的地球椭球表面上可观测区域边界，在可观测区域边界中，本文发现了文献中未见出现过的出没南北界最后；预报地方见掩情况。     

The integrable cases of the three-body problem at second-order resonance under the high oblateness of the central body

For the general and restricted elliptic spatial three-body problems under the high oblateness of the central body and at both second-order orbital and secondary resonances, an analytical solution is obtained by the use of the Weierstrass functions and with an accuracy of the fourth-degree terms in the eccentricities and in the inclinations. The behavior of solutions is studied on the phase plane.     

Resonant Periodic Motion and the Stability of Extrasolar Planetary Systems

Families of nearly circular periodic orbits of the planetary type are studied, close to the 3/1 mean motion resonance of the two planets, considered both with finite masses. Large regions of instability appear, depending on the total mass of the planets and on the ratio of their masses.Also, families of resonant periodic orbits at the 2/1 resonance have been studied, for a planetary system where the total mass of the planets is the 4% of the mass of the sun. In particular, the effect of the ratio of the masses on the stability is studied. It is found that a planetary system at this resonance is unstable if the mass of the outer planet is smaller than the mass of the inner planet.Finally, an application has been made for the stability of the observed extrasolar planetary systems HD82943 and Gliese 876, trapped at the 2/1 resonance.     

从地球空间信息学的角度对智慧地球的若干思考

从地球空间信息学的角度概括了智慧地球的概念内涵及其和数字地球的区别,建立了智慧地球的体系结构和解决方案,提出了智慧地球物理和逻辑框架,分析了智慧地球的技术构成,给出了智慧地球的建设建议,为智慧地球的理论体系和实现模式的建立提供参考。     

“洞察”号能够完成火星内部结构探测的使命吗?

本文聚焦于“洞察”号(InSight)的SEIS项目,介绍它的主要科研目标,以及已有的初步探测与解释成果.作者试图就“洞察”号能在什么程度上实现对火星内部结构探测的科研目标作出评论.评论从三个方面展开:即它能够基本回答的问题,部分回答的问题,及基本上不可能回答的问题.基于到目前为止的观测事实,可以说SEIS的数据分析结果对“洞察”号着陆点附近的浅地表结构会有精细的描述;对火星壳层的局部结构会有相当的了解.有可能会对火星上部幔层结构提供一些比以前更为严密的约束.但是,到目前为止SEIS数据对人类加深对于火星核结构了解的贡献应该是相对有限的.主要原因是缺乏能量足够大的震源来产生传播于整个火星的波动场.     

大行星内部能源问题

根据宇宙飞船等对巨行星观测结果,我们首次发现大行星(包括巨行星和地球)的光度随其质量存在有规律地变化。我们利用线性回归律,求出大行星的质-光关系式。它能为大行星能源探索提供某些重要线索和限制条件。其次,我们讨论了目前解释此能源的各种理论及其存在困难。最后,着重介绍一种新的热核反应机制。它不仅对超高温的而且对低温的聚变等离子体都适用。原来老的热核反应机制只是它的一个特例。它不仅能说明大行星内部能源问题,而且能解释实验室中和天体上观察到许多异常核聚变现象。我们发现:虽然这些异常现象在自然界表现形式各式各样,但是它们的基本原理都是相同的,即都可用新的热核反应机制来解释它们。