2008中国十大天文进展05 — 中国天文学家首次通过观测发现太阳系外行星

[ 录入者:linq | 时间:2010-01-01 20:53:22 | 作者: | 来源:国家天文台网站 | 浏览:3298次 ]

寻找太阳系 外行星 是人类长久的 梦想。从1992年人类第一次在一个年龄为10亿年的 中子星 PSR 1257+12周围探测到行星 ,到1995年第一次在类太阳星 飞马座51周围探测到系 外行星 ,现在已经有335颗太阳系 外行星 被发现。这些系 外行星 候选体大多围绕在类太阳星 周围。

    中国科学院国家天文台赵刚研究员所领导的 研究团组与日本国立天文台天文学家合作于2008年在中等质量的 HD173416红巨星 周围发现质量为2.7个木星 质量(MJ)的 太阳系 外行星 。这是中国天文学家利用我国2.16望远镜高分辨率光谱仪及日本冈山天文台1.88望远镜共同发现的 第一颗太阳系 外行星 。这一最新发现及相关研究以国家天文台为第一单位、刘玉娟博士为第一作者以快报的 形式发表在《Research in Astronomy and Astrophysics 2009年第一期上。截至到现在,在这类中等质量的 巨星 周围只探测到二十几颗系 外行星 候选体。

    2004年,中国科学院国家天文台与日本国立天文台启动搜寻有行星 系 统恒星 项目。双方天文学家利用探测主星 视向速度变化的 方法,在400颗中等质量的 红巨星 周围搜寻系 外行星 系 统。我们利用国家天文台兴隆观测站2.16光学望远镜和冈山天体物理观测所1.88光学望远镜对HD173416进行多次跟踪观测。最终确认HD173416周围存在行星 候选体。经分析确定该行星 围绕一颗质量为2.0个太阳质量的 HD173416324天为周期绕转,距离主星 的 短半轴为1.16AU 1AU1.496×108公里)。这是该合作项目太阳系 外行星 探测探测到的 第一颗行星 候选体。该发现对于理解行星 演化理论、验证中等质量恒星 的 原恒星 盘的 稳定性时标非常重要。

     在晚型星 周围搜寻太阳系 外行星 丰富了我们对于恒星 演化的 知识。根据演化理论,行星 是在恒星 形成过程中行星 盘中形成。关于巨型行星 的 形成主要有2种理论:一种为引力坍缩模型,一种为核吸积模型。引力坍缩模型假设巨型气体行星 在一个相对厚和冷的 盘中形成,这种条件下引力收缩比气体压和离心力更占主导作用,使得行星 容易在千年的 时标形成。由于引力坍缩模型条件非常苛刻,所以只有极为特别的 情况引力坍缩才有效。核聚积是行星 形成的 另一个主要过程。在这个模型里,行星 原胚在原初恒星 盘中通过尘埃压缩合并到一起。由于行星 原胚超过了质量限制(10个地球质量),气体聚集开始变得有效,巨型气体行星 在时标为35百万年形成。

判断行星 是通过引力坍缩还是核吸积形成依赖于行星 盘的 金属丰度或者是恒星 气体的 金属丰度。高金属丰度有利于行星 通过核吸积方式形成,这是因为星 子密度和碰撞率在高金属丰度下都会提高。而对于引力坍缩模型高金属丰度并不能提高行星 形成率,它只依赖于恒星 盘的 质量和温度。Fisher & Valenti 2005)统计分析表明,类太阳星 周围,有行星 系 统恒星 比没有行星 系 统恒星 金属丰度偏高,这表明大多数观测到的 系 外行星 是通过核吸积形成,这与Matsuo et al. 2007)的 数值模拟结果相吻合。然而以上结果对于晚型巨星 是否成立还尚未可知。由于在晚型巨星 周围探测到的 行星 数目还不够多,统计结果还不可靠,人们尚需要探测到更多的 行星 。
       HD173416b
太阳系 外行星 的 发现标志着中国已经具备了独立利用视向速度方法发现系 外行星 的 观测能力。目前我们已经获得大量的 观测数据,预期在今后几年里通过国家天文台兴隆观测站2.16望远镜探测到若干系 外行星 候选体。

Tags:系外行星

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