系外行星

摘要： 迄今为止,已有五千多颗太阳系外行星和两千多颗褐矮星被确认,它们展现出了丰富的多样性.伴随着愈来愈多系外行星的发现,关于系外行星大气的观测和理论研究均在迅速发展.本文将回顾近几十年来系外行星和褐矮星探测的主要进展,依序介绍系外行星中的热木星、具有大气层的类地行星,以及孤立并快速旋转的褐矮星大气环流的基本特征,这些大气环流特征是未来系外行星探测的基础.然后,将介绍基于观测建立的大气模式对这些系外行星和褐矮星大气演化和动力学特征的模拟结果,包括大气的垂直温度分布、层结的稳定性、辐射传输、大气成分等.热木星受到强烈辐射且被潮汐锁定,环流模式预测其具有大的昼夜温差和赤道地区向东的急流.温木星通常不会被潮汐锁定,展现出广泛的自转率倾角和轨道偏心率,导致环流模式与热木星相比有很大不同.潮汐锁定的类地行星具有类似热木星的大气环流模式,但可能存在的海洋以及各种化学过程会深刻改变类地行星的气候,在这一部分本文还将讨论系外行星研究的最终目标——寻找宜居行星.褐矮星作为行星和恒星之间的过渡状态,通常是缺乏外部辐射并快速旋转的星体,内部具有剧烈的对流,大气表现出云层和温度的不均匀性.最后,我们将对系外行星和褐矮星大气这一前沿科学领域未来所面临的关键问题和挑战给出展望.

摘要： 20世纪90年代,天文学家们在太阳系之外首次发现了“飞马座51b”,这是一颗绕着和太阳相似的恒星运行的行星,天文学家们称之为“系外行星”。这一发现开启了人类寻找系外行星的探索之旅。截至目前,人类已在太阳系之外发现了4800余颗系外行星,它们大小不一,形态各异,所呈现的万千姿态和神秘气象大大拓展了人类对宇宙的认识。

摘要： 2021年12月25日,备受关注的NASA旗舰级空间天文任务——詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)于美国东部时间当日早上07:20在法属圭亚那欧洲航天发射中心发射升空,踏上奔赴日地L2点的征程。作为NASA哈勃空间望远镜(HST)的继承者,詹姆斯·韦伯空间望远镜是人类迄今为止功能最强大的空间望远镜,旨在寻找早期宇宙中首批星系并探索银河系以及系外行星系统。

摘要： NASA网站2021年9月25日报道,利用9月17日陆地卫星-9(LandSat9)发射提供的搭车机会,NASA成功发射两颗分别名为极尖区等离子成像检测器(CuPID)和科罗拉多紫外凌星实验(CUTE)的立方体卫星,用于研究磁重联现象和系外行星。(1)极尖区等离子成像检测器磁重联现象普遍存在于宇宙空间中,在地球磁层边缘磁场相遇的地区也经常发生。

摘要： 2021年12月25日,推迟数年的“詹姆斯·韦伯空间望远镜”(James Webb Space Telescope,JWST)搭乘阿里安-5(Ariane-5)运载火箭发射,将进入距离地球1.5×106km的日地拉格朗日L2点工作轨道。JWST是美国国家航空航天局(NASA)新一代轨道红外天文台,是有史以来尺寸最大、功能最强的空间望远镜,将会补充和扩展“哈勃空间望远镜”(HST)的发现,以更长的波长覆盖范围和更高的灵敏度探索宇宙。JWST将更接近宇宙大爆炸的初始时间,寻找未观察到的第一批星系的形成,并观测正在形成恒星和行星系统的尘埃云内部以及系外行星。JWST将依托其强大的能力帮助探索广泛的科学问题,开启天文观测的“阿波罗”时代。

摘要： 英国《自然》杂志网站在4月12日的报道中指出,继将机器人送上月球、让机器人降落火星并建造自己的空间站之后,中国将目光投向了遥远的太阳系。4月,中国科学家将公布首个系外行星探测任务的详细计划。

摘要： 旋转质心坐标系下的椭圆型外限制性系外行星三体问题的哈密顿方程含有坐标和动量的交叉项,并且显含时间变量,系统不再守恒,显式力梯度辛算法无法直接应用。对此,通过扩大相空间将非保守哈密顿系统变换为自治的哈密顿系统,并重新构造力梯度辛算法,实现力梯度辛算法在椭圆型外限制性三体问题中的应用。结果表明,构造的力梯度辛算法的精度优于非力梯度辛算法,并且优化后的力梯度辛算法的精度优于未优化的力梯度辛算法。此外,采用优化的力梯度算法,以及快速Lyapunov指数对椭圆型外限制性系外行星三体系统进行相空间扫描,获得了各参数对行星轨道动力学稳定性的影响。

摘要： 美国宇航局(NASA)近日宣布,其凌日系外行星勘测卫星“苔丝”(TESS)任务发现两个可能含有岩石矿物的“超级地球”,是距离我们的星球只有33光年的“宇宙邻居”,也是迄今发现的最接近我们的多行星系统之一。但一个表面温度高达435°C,另一个表面温度有284°C,难以有生命存活。科学家可借助此次发现去了解系外行星的组成,并评估它们的大气层,为人们寻找外星生命提供重要线索。

摘要： 天文学家宣布他们发现了距离地球大约100光年以外的位置处有两颗系外行星。这两颗系外行星被称为超级地球。引起科学家的注意最主要的原因就是因为这两颗行星和地球的环境非常的相似,质量稍微略大于地球。

摘要： 北京时间2022年7月12日22时30分左右,天文学家陆续公布了詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)拍摄的首批照片。这组照片包含:船底座星云(Carina Nebula)、南环星云(Southern Ring Nebula)、系外行星WASP-96b光谱图、斯蒂芬五重星系(Stephan’s Quintet)以及韦布首张“宇宙深场”(Deep Field)照片。韦布空间望远镜是由美国国家航空航天局(NASA)主导研发的大型红外空间望远镜,也是迄今为止口径最大的空间望远镜。该望远镜总耗资约100亿美元,历时20多年建造完成,主要用于研究早期宇宙中恒星和星系的演化等。

摘要： 本文对兴隆观测基地系外行星测光观测进行了研究，指出周期修正量达到16.5 sec！精度提高近10倍，为大望远镜进行凌星相关的观测提供了准确的凌星窗口。

摘要： 有无地外生命存在一直是人类最关心的科学问题之一.尽管人们已经花费了数十年开展行星探测,仍然很遗憾地没有在太阳系内发现地外生命.自从第一颗系外行星发现以来的近20年中,人们已经发现了超过850颗系外行星和超过2000颗候选系外行星.每年所发现的系外行星数量呈加速上升趋势,系外行星的观测和研究已经成为国际天文学和行星科学界发展最快的主流.虽然目前还没有确认探测到可居住行星,但是系外行星的普遍存在性和多样性已是毋庸置疑的事实.通过系外行星的研究已经知道太阳系行星的特征并不能代表全部的系外行星,有必要结合地学、太阳系行星科学和天文学的研究以研究行星系统科学.同时作为新兴研究方向,系外行星研究为中国行星科学追赶国际前沿水平提供了不可多得的机遇与挑战.可居住行星是液态水可以长期稳定存在于表面的类地行星。类地行星是指质量小于约10个地球质量的行星，超过这一质量范围的行星是气态的，没有可供地球生命发生、发展的固态表面。液态水在行星表面的稳定存在这一条件限制了行星距离其恒星不能过远也不能过近(即液态水可居住区)。在未来一、二十年里，邻近太阳的可居住行星是唯一可以通过观测大气成分发现系外生命的地方;而要想观测到系外生命，首先需要知道非生命过程可能产生什么样的大气成分。在这个报告里，将通过大气光化学模式计算在不同类型的恒星的可居住区中的无生命类地行星的大气成分，重点在于通过二氧化碳光解过程产生的氧气和臭氧的含量。

摘要： 本发明涉及系外行星观测成像仪领域，具体涉及一种用于折轴式望远镜系外行星成像仪的三模式切换系统。该切换系统包括自校准光源切换装置、定标光源切换装置、光路切换装置和定位装置。光路切换装置中的基板上设置有校准光源孔、星光孔和定标光源孔。电机通过斜齿轮传动带动基板旋转，将基板上的三种孔对准系外行星成像仪的光路，进而实现系外行星成像仪三种模式的切换。自校准光源切换装置和定标光源切换装置分别利用波分复用器和Y型光纤，实现对多个不同自校光源和两个定标光源的切换。定位装置中的定位槽和传感器组件，用来保证三种模式切换系统的切换精度。

摘要： 本发明涉及天体探测领域，公开了一种凌日法搜寻系外行星的演示装置，包括由非透明板材构成的箱体，所述箱体内侧的一面设有LED灯阵列，所述LED灯阵列位于该面的正中位置，所述LED灯阵列两侧至少留出一个行星模型直径的间距，所述LED灯阵列对面的所述箱体内的一侧面开有一开洞，开洞内安置有一个光线收集器，所述箱体内侧顶面设置有一导轨，所述导轨上设有一滑动装置，所述滑动装置下悬挂有一个行星模型，所述行星模型的大小至少覆盖一颗LED灯管的发光范围，所述箱体内侧除开洞和安装有LED灯阵列之外，均衬有黑色吸光材料。采用该技术能够清楚准确的展示系外行星的探测原理，激发学生的学习兴趣。

摘要： 本发明提供一种用于系外行星直接成像的高对比度偏振成像系统，包括星冕仪系统、中继镜、基于相位调制的偏振调制组件、成像镜以及探测器。在星冕仪系统基础上引入偏振仪，采用液晶相位延迟器作为调制器件，通过施加不同的电压获得不同的强度值，最后反演出Stoeks参量。鉴于行星光有一定偏振特性，恒星光无偏振特性，经过此高对比度偏振成像系统后能够将行星光从恒星光中分辨出来，实现高对比度偏振成像。同时该系统引入了渥拉斯顿棱镜构成双光路，以减少大气湍流的影响，同时还可以获得额外的对比度增益，能够实现～100倍的成像对比度增益。

摘要： 本发明涉及系外行星观测成像仪领域，具体涉及一种用于折轴式望远镜系外行星成像仪的三模式切换系统。该切换系统包括自校准光源切换装置、定标光源切换装置、光路切换装置和定位装置。光路切换装置中的基板上设置有校准光源孔、星光孔和定标光源孔。电机通过斜齿轮传动带动基板旋转，将基板上的三种孔对准系外行星成像仪的光路，进而实现系外行星成像仪三种模式的切换。自校准光源切换装置和定标光源切换装置分别利用波分复用器和Y型光纤，实现对多个不同自校光源和两个定标光源的切换。定位装置中的定位槽和传感器组件，用来保证三种模式切换系统的切换精度。

摘要： 本发明涉及一种用于系外行星探测的DFDI仪器模型建立方法。所提供的技术方案是：首先基于DFDI工作原理，确定恒星干涉光谱S

摘要： 本发明公开了一种用于系外行星探测的光学合成孔径成像试验系统，包括：恒星‑行星光源模拟器输出具有一定角度差异、亮度不同的两束平行光；可控孔径阵列包括多个单独控制的子孔径；聚焦成像模块汇聚可控孔径阵列输出的光信号，并发送至显微成像模块；显微成像模块产生并放大干涉条纹信号，并发送至数据处理模块；数据处理模块记录干涉条纹，并控制可控孔径阵列执行下一次子孔径组合的通与断，以模拟基线变化，当基线变化足够进行成像的UV覆盖后，根据记录的干涉条纹进行成像解算。本发明利用可控孔径阵列引入等效的子孔径空间运动，有效降低了系统模拟的复杂度和成本，同时避免了多镜系统中因面型差异引入的额外误差。

摘要： 本发明涉及虚拟现实领域，一种VR沉浸式的系外行星探测演示系统，其特征在于：包括图形处理工作站、运行端、用户端，所述图形处理工作站中设有三维建模软件，所述三维建模软件的数据可以导入所述运行端中，所述用户端为与图形处理工作站连接的虚拟现实硬件设备，所述运行端包括行星模拟模块、行星轨道模拟的模块、模拟恒星及行星的演化的模块、模拟行星生命演化的模块、虚拟望远镜成像系统模块、Unity3D开发引擎，通过使用VR技术，可以更加直观地展示一个场景，表现力远远超过普通的基于二维图像的场景展示。

摘要： 本发明公开了一种视向速度测量的系外行星天基高精度探测系统及方法，该系统包括入射光调整模块等，入射光调整模块用于对入射的待观测宿主恒星发出的光进行准直；定差干涉与色散模块包括两个反射镜、一个分光镜和一个光栅组成，定差干涉与色散模块通过分光镜入射的宿主恒星光分成两束光，分别入射到两个反射镜上反射，再次经过分光镜汇合，形成干涉，然后干涉光经过光栅进行色散。本发明采用定差干涉式视向速度测量技术，结合定差干涉技术和光栅色散原理进行光谱分析，可实现高精度的视向速度测量，从而实现系外行星的探测。

摘要： 本发明公开了一种视向速度测量的系外行星天基高精度探测系统及方法，该系统包括入射光调整模块等，入射光调整模块用于对入射的待观测宿主恒星发出的光进行准直；外差干涉模块包括两个反射光栅和一个分光镜，外差干涉模块通过分光镜将入射的宿主恒星光分光成两束光，分别入射到两个反射光栅上发生衍射，再次经过分光镜汇合，形成干涉光；图像采集与数据处理模块包括探测器和数据处理器，图像采集与数据处理模块接收外差干涉模块的出射光，由探测器对干涉条纹进行采集，并将获得的信息传送给数据处理器。本发明采用外差干涉式视向速度测量技术，基于外差干涉式光谱分析原理，可实现高分辨率光谱观测，测量相应的视向速度，从而实现系外行星的探测。

摘要： 本实用新型涉及天体探测领域，公开了一种凌日法搜寻系外行星的演示装置，包括由非透明板材构成的箱体，所述箱体内侧的一面设有LED灯阵列，所述LED灯阵列位于该面的正中位置，所述LED灯阵列两侧至少留出一个行星模型直径的间距，所述LED灯阵列对面的所述箱体内的一侧面开有一开洞，开洞内安置有一个光线收集器，所述箱体内侧顶面设置有一导轨，所述导轨上设有一滑动装置，所述滑动装置下悬挂有一个行星模型，所述行星模型的大小至少覆盖一颗LED灯管的发光范围，所述箱体内侧除开洞和安装有LED灯阵列之外，均衬有黑色吸光材料。采用该技术能够清楚准确的展示系外行星的探测原理，激发学生的学习兴趣。