中国将利用南极巡天望远镜搜寻太阳系外行星

<正>"除地球之外,其他行星上是否还有生命?回答这个问题,就需要我们寻找更多的太阳系外行星系统。"中科院国家天文台南极天文项目组胡义博士说,为了寻找更多的系外行星系统,需要更多地进行持续性天文观测。通过南极巡天望远镜的观测,可帮助我们实现研究银河系结构、近邻星系的距离等科学目标。     

自适应光学技术在天文观测中的研究进展

自适应光学技术克服大气湍流的干扰,使大口径光学望远镜的角分辨率不再受限于大气相干长度,成像接近光学系统的衍射极限.自适应光学技术在波前探测、校正和提高成像视场等方面的不断进步,极大地促进了天文学的发展.目前,天文观测中的自适应光学技术按应用主要分为三类:传统的大视场高分辨率天文观测、系外行星观测和太阳观测等.它们对自适应光学技术的要求各不相同,本文分别对自适应光学技术在这三方面的应用和其他关键单元技术的进展,进行了详细的总结与展望,这些对未来我国发展大口径自适应光学望远镜有参考价值.     

开普勒天文卫星发现了2321个疑似为行星的天体!

围绕着太阳以外的恒星进行公转的行星,就是"系外行星"。最早发现系外行星是在1 995年,之后一直到2010年,人们发现的系外行星超过了500颗,但都是一些非常巨大且很难想象上面会有生命存在的行星。就在这时,用于搜寻系外行星的美国宇航局(NASA)的天文卫星"开普勒"登上了舞台。在16个月的观测中,它竟然发现了2321个疑似行星的候选天体,也即"行星候选体"。更让人惊叹的是,其中还有很多颗是像地球一样由岩石构成的小型"岩石行星"。那么,其中有"与地球类似的行星"存在吗?这里面说的"与地球类似的行星",是指"围绕着类似太阳这样的恒     

行星的“化学指纹”

正HD 209458b是第一颗通过凌日法观测到的系外行星。一项于2021年4月7日发表在Nature上的研究首次测量了其大气中6种分子的光谱,形成了HD209458b的"化学指纹"。并且,通过这份化学指纹,研究人员推算出了行星的形成位置和早期的演化过程。     

发现了更多的类地行星!

到现在为止,都发现了哪些类型的行星了呢?右图显示的是截止到2012年9月10日,已确认发现了的837颗系外行星,以及太阳系的行星。图中纵轴是行星的质量,横轴是到主星的距离。大部分行星都集中在坐标系的左上部分,而在地球附近的位置分布的则很少。也就是说,比起地球来,大部分的行星的质量更大,距离其主星也更远。为什么会这样呢?行星本身不发光,用望远镜难以直接观测到。所以,到现在为止发现的系外行星,几乎都是通过间接的手段探测到的。比如行星挡在主星的前面,或者主星在行星的引力的影响下发生摆动等——总之,是观测"恒星的变化"得来的。行星质量越大、离主星距离越近,对主星的     

LAMOST-K2天区矮星参数和APOGEE参数的比较

近十几年,越来越多的地面光谱巡天项目与空间测光数据结合用于研究星系和恒星.相关地面观测数据主要来自于如APOGEE,Gaia-ESO,GALAH,RAVE和LAMOST等项目.这些数据被用来获取准确的恒星大气参数和化学元素丰度.以上这些巡天项目的成功主要依赖于高效的光谱获取能力,以及所提供的高精度恒星参数.利用恒星光谱数据可以得到它们的有效温度、表面重力加速度、金属丰度和多种化学元素的丰度.基于这些恒星参数,可以估计确定恒星的质量和半径.这些参数有助于研究银河系的形成和演化.此外可靠的恒星质量和半径对于探测系外行星及其宿主星的性质有重要意义.比较两个数据库之间恒星参数可有效地估计光谱数据的质量,及了解不同数据库恒星参数的偏差.研究结果对改进光谱分析软件有重要作用.     

寻找太阳系外行星——2019年诺贝尔物理学奖成果简析

 2019年诺贝尔物理学奖授予了3位天文学家--James Peebles、Michel Mayor和Didier Queloz，以表彰他们在宇宙演化理论和太阳系外行星（系外行星）发现中做出的开创性贡献。本文评述Michel Mayor和Didier Queloz发现太阳系外行星的成果，简述系外行星研究的最新进展，展示系外行星的多样性及其对经典太阳系形成模型的挑战，探讨系外宜居行星的条件，并展望系外生命探测。     

斯皮策空间望远镜实现最大化科学产出

 2020年1月30日,美国主动关闭斯皮策空间望远镜。斯皮策空间望远镜已5次延寿、在轨运行超过16年,运用科学数据发表了超过9000篇科学论文,在宇宙红外观测、恒星和星系演化、系外行星证认等多个领域取得了重大发现。斯皮策空间望远镜在研制阶段采用了新颖的地球尾随日心轨道设计,当时最先进的大面阵红外探测器件;发射后科学目标紧扣空间天文观测新热点的系外行星及时调整,在3个焦面有效载荷仅剩1个红外阵列相机,且其4个波段仅存2个能正常工作的挑战下,任务运控团队和科学团队紧密协同,仍成功开展了长达10年的科学观测。空间科学先导专项部署了相关空间红外天文探测的预先研究,斯皮策任务的开放技术创新、科学目标与时俱进、协同一体化观测等实现科学产出最大化的系列实践值得借鉴。     

基于天文测角测速组合的小行星探测器自主导航方法

自主导航是保障深空探测任务顺利实施的关键技术之一,本文针对小行星探测器在实际工程任务中对天文自主导航能力的需求,提出了天文光谱测速结合天文图像测角的组合自主导航方法,实现小行星探测器连续自主、实时高精度导航.以主带小行星谷神星探测任务为背景,分析了本文所提出的组合导航方法的可观测性,并基于UKF算法,给出了组合导航系统仿真分析.仿真结果表明,组合导航系统的可观测性更好,对比传统的地面无线电导航或者测角导航方法,导航结果精度更高、实时性更优,可为小行星探测器变轨修正等提供准确的导航信息.本文所给出的组合导航方法有效可靠、工程实现简单,为我国小行星探测工程任务及后续深空重大任务的实施提供参考.     

斯皮策空间望远镜实现最大化科学产出

 2020年1月30日，美国主动关闭斯皮策空间望远镜。斯皮策空间望远镜已5次延寿、在轨运行超过16年，运用科学数据发表了超过9000篇科学论文，在宇宙红外观测、恒星和星系演化、系外行星证认等多个领域取得了重大发现。斯皮策空间望远镜在研制阶段采用了新颖的地球尾随日心轨道设计，当时最先进的大面阵红外探测器件；发射后科学目标紧扣空间天文观测新热点的系外行星及时调整，在3个焦面有效载荷仅剩1个红外阵列相机，且其4个波段仅存2个能正常工作的挑战下，任务运控团队和科学团队紧密协同，仍成功开展了长达10年的科学观测。空间科学先导专项部署了相关空间红外天文探测的预先研究，斯皮策任务的开放技术创新、科学目标与时俱进、协同一体化观测等实现科学产出最大化的系列实践值得借鉴。     

用于探测“类地行星”的各种技术方法

到目前为止,对系外行星的探测,依托的是各种观测技术的进步,而探测精度要提高到能够发现类地行星的程度,现在其实也只差一步了。能够测量行星直径的"凌星法"开普勒卫星发现行星的方法就是"凌星法",即观测行星在恒星前面通过(凌星)的时候产生的现象(食)。实际上,当恒星的光被行星遮挡的时候,并不会像右下图中那样观测到一个行星的影子。因为太阳以外的恒星从地球上看来都是一个"点光源"。因此当发生"食"的时候,也只是看到恒星的光变弱了而已(消光)。只要知道了消光率,就知道了恒星被行星所遮挡的比例是多少,再根据恒星的大小,就能进一步求出行星直径。凌星法的好处是,利用宽场望远镜,一次就     

系外大气层中发现氦气

正近日,NASA利用哈勃空间望远镜在系外行星WASP-107b的大气层中探测到了氦气。这是人类首次在太阳系之外的大气层中发现氦元素。该研究已于2018年5月3日发表在Nature上。氦是宇宙中除了氢之外最常见的元素,也是木星和土星等气态行星最主要的组成物质。早期理论推测,系外行星的大气层中,特别是延伸至宇宙中的逃逸型     

2017天文学热点回眸

 天文学是一门发现型的学科。2017年天文发现和研究进展目不暇接,一些新的大型观测设备开始运行。从研究进展和天文仪器2个方面遴选了9项具有代表性的天文发现和事件。盘点了引力波、系外行星、最奇特的反复爆发超新星、暗物质卫星公布首个物理结果和第一个系外天体"奥陌陌"发现等研究进展,在天文仪器方面包括了视界面望远镜进行黑洞成像观测、中国HXMT"慧眼"卫星成功发射、"卡西尼号"探测器毁落及中国FAST射电望远镜基本完成功能性调试。随着这些新设备的正常运行,期待2018年得到更多更有趣的发现结果。     

南极太阳系外行星搜寻与Kepler行星TTV研究

南极AST3望远镜研究将会获得南天极附近天区恒星长时序高精度的测光数据。从这些数据里,我们可以通过探测行星掩星信号来搜寻太阳系外行星,也可以根据多次掩星之间的间隔变化(TTV)来确认多行星系统。2013年度,我们处理了CSTAR2008年的i波段数据,剔除了数据类几种类型的误差,将精度提高到1%以下,从而能够有效发现木星尺寸的系外行星。经过搜寻,我们在南天极附近天区找到了10颗系外行星候选体。同时,我们使用时序更长的kepler测光数据,对kepler多行星系统内的行星候选体进行了分析,分两次证认了其中16个系统的32颗行星。对kepler行星TTV研究的经验,将被应用于南极AST3项目后续获得的时序测光数据上。     

科技新知

科学家发现最像地球的行星最近,由法国等12国科学家组成的国际研究小组,利用引力微透镜技术,探测到一颗新的太阳系外行星。这是迄今为止发现的质量最小、最像地球的行星。它的质量是地球的5.5倍。这一发现是寻找支持生命的系外类地行星的一项重大突破。这颗行星位于人马座,距地     

虚拟仿真技术在汽车构造课程中的应用探索

针对现有汽车构造教学环节存在的复杂汽车零部件二维图纸难以帮助学生理解结构原理、实物教学辅助模型功能展示不完全且更新换代慢、理论教学和实践教学环节脱节这三大“痛点”,采用虚拟仿真技术,建立虚拟汽车结构零部件模型库,完善教学资源,提出“案例分析+理论教学”的教学改革方法。教学实践结果表明,虚拟仿真技术对提高学生的学习积极性和理解汽车构造课程中汽车零部件的结构及工作原理有很大帮助。     

太阳系外行星的探测——2019年诺贝尔物理学奖成果简析

 James Peebles、Michel Mayor和Didier Queloz 3位科学家分享了2019年诺贝尔物理学奖，以表彰他们对宇宙学和系外行星的发现做出的贡献。介绍了Mayor和Queloz两位诺贝尔物理学奖获得者的学术经历，简述了系外行星领域的发展及现状，解读了太阳系外行星首次发现的科学意义，论述了视向速度法探测系外行星的原理和发展过程，介绍了该领域在中国的研究进展，并对未来进行了展望。     

行星视运动的计算机仿真

在简化模型的基础上,利用Mathematica软件给出了行星视运动的计算机仿真图像,可以帮助学生正确理解天文观测与日心说理论间的联系。     

寻找小型行星是对我的挑战

2012年1月发现了最小的行星"开普勒42d",它的直径只有地球的57%,这个"最小行星"的记录,到2012年8月为止仍未被打破。下面让我们听听,发现了最小的系外行星的朝气蓬勃的年轻学者,对寻找系外行星的美妙感受和今后的展望。     

发现地球的堂兄弟

<正>2015年7月23日,美国宇航局(NASA)召开新闻发布会,宣布发现了地球2.0——开普勒452b。这是开普勒太空望远镜(关于探测的原理,参见本刊2013年第2期"系外行星"一文)在宜居带发现的最小的行星,直径比地球大60%,被认为是超级类地行星。虽然它的质量和组成尚未确定,但根