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使用MulensModel对微引力透镜事件进行建模
摘要： 我们推出MulensModel——一个用于引力微透镜建模的软件包。该软件包提供了计算单透镜与双透镜微透镜事件（以及多种高阶效应：带边缘暗化的扩展光源、年度微透镜视差、卫星微透镜视差和双透镜轨道运动）的放大率曲线及拟合优度统计量的框架。该软件还可用于分析NASA旗舰级WFIRST卫星计划开展的微透镜巡天项目。MulensModel可通过https://github.com/rpoleski/MulensModel/获取。
关键词： 天体信息学、引力微透镜、系外行星、太空望远镜
更新于2025-09-23 15:22:29
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系外行星手册 || SPIRou：CFHT望远镜的近红外光谱偏振仪/高精度测速仪
摘要： SPIRou是加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT）的一台近红外（nIR）光谱偏振仪/速度测量仪，主要聚焦两大前沿科学课题：(i) 探寻邻近M型恒星周围的宜居类地行星；(ii) 研究磁场环境下低质量恒星/行星的形成过程。除这两大核心目标外，SPIRou还能高效开展诸多关键研究项目——从褐矮星的气象模式到太阳系行星及系外行星大气层。该仪器单次曝光即可覆盖0.98–2.44微米的宽光谱范围（分辨率70K），以15%的平均通量效率获取低质量恒星的偏振与非偏振光谱，径向速度（RV）测量精度达1米/秒。其结构包含安装在CFHT卡塞格林焦点处的卡塞格林单元（内置消色差偏振仪），并通过氟化物光纤链路连接至80K低温工作的光谱仪。目前SPIRou正在IRAP/OMP进行集成，将于2018年第一季度安装至CFHT，计划2018年初实现首次观测?？蒲Ч鄄庠ぜ朴?018年第二季度启动，届时将与JWST、TESS、ALMA等主要地基与空间设备（后续还将接入PLATO和ELT）形成诸多富有成效的协同观测。
关键词： 速度计，加拿大-法国-夏威夷望远镜，系外行星，恒星形成，SPIRou（近红外光谱偏振仪），磁场，近红外，光谱偏振仪
更新于2025-09-23 15:21:01
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系外行星手册 || 微引力透镜法系外行星搜寻计划（MOA）
摘要： 本文描述了日本/新西兰合作项目MOA开展的引力微透镜法搜寻系外行星的前22年历程。文中概述了与国际其他合作团队共同开发的一系列技术，并通过已发表文献中的时间顺序案例进行典型展示。重点阐述了高放大率及中高放大率引力微透镜事件中的系外行星探测，给出了这些过程的物理描述。同时呈现了流浪行星的证据，并提供了关于行星质量-半径分布及行星质量函数的最新研究成果。文章还描述了国际微透镜研究社群近期及远期的规划，后者包括WFIRST太空望远镜未来十年将开展的系外行星巡天计划。此外，对MOA早期及当前进行的暗物质搜寻工作也作了简要说明。
关键词： 暗物质、MOA合作项目、质量-半径分布、系外行星、行星质量函数、WFIRST太空望远镜、高放大率技术、流浪行星、引力微透镜
更新于2025-09-23 15:21:01
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系外行星手册 || 系外行星的光谱直接探测
摘要： 系外行星的光谱揭示了塑造其历史并决定其未来的物理、化学和生物过程。然而，观测系外行星光谱时，其宿主恒星的强烈光芒会造成干扰。本章重点介绍高分辨率光谱技术（HRS，分辨率R=25,000-100,000），该技术有助于分离和提取系外行星光谱。在高光谱分辨率下，分子特征会分解为具有独特排列模式的密集独立谱线群。对于近轨道行星，其轨道运行期间谱线会产生显著多普勒频移，而宿主恒星与地球的谱线基本保持静止，从而实现行星的速度分离。对于运动缓慢的宽轨道行星，则通过高对比度成像辅助下的空间分离来提取其光谱。通过将系外行星谱线与大气建模代码生成的高分辨率光谱进行比对来检测这些谱线——本质上是对系外行星大气进行"指纹识别"。该方法可测量行星轨道速度并帮助确定其真实质量与轨道倾角。因此，HRS既能探测凌日行星也能探测非凌日行星。凭借对行星谱线深度、形状及位置的敏感性，该技术还能同步表征行星大气特征——这些特征会因行星大气成分、结构、云层及动力学（包括昼夜风系与自转周期）而改变。本章将详细阐述HRS技术，重点介绍其在系外行星探测与表征中的成功案例，并展望未来利用HRS在邻近岩质行星上识别生物标志物、绘制巨型系外行星大气特征图的前景。
关键词： 大气特征、分子特征、系外行星、多普勒频移、高分辨率光谱学
更新于2025-09-23 15:21:01
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系外行星手册 || 系外行星特征：次食现象
摘要： 当系外行星运行至其宿主恒星后方时，我们可以测量掩食发生的时间、深度及颜色。本章将阐述如何利用这些观测数据推导出行星的物理特性，例如其昼半球的平均辐射强度、非均匀圆盘照明的偏离程度，或精确测定轨道偏心率。该技术在2005年成为现实；本章将介绍该技术的基本原理、过去12年的主要研究成果以及未来展望。本章还包含一份截至2017年12月所有已发表次食探测结果的参考文献表。
关键词： 反射光、系外行星、轨道偏心率、热辐射、次食
更新于2025-09-23 15:21:01
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系外行星手册 || 利用斯皮策空间望远镜观测系外行星
摘要： 斯皮策太空望远镜于2003年发射时，系外行星研究并非其主要科学目标之一。然而在其运行寿命的后半段，斯皮策的系外行星观测成为其最重要的科学贡献之一，包括发现七颗绕行晚期M型矮星TRAPPIST-1的行星——其中三颗是位于宜居带的类地行星。我们探讨了斯皮策如何成为首个探测成熟系外行星光芒、探测系外行星大气垂直与水平结构、验证并完善我们对系外行星候选体的认知、以及表征通过微引力透镜效应发现的行星的望远镜。在相关研究领域，斯皮策观测了行星系统形成后遗留的碎片物质，并研究了Y型矮星——这些冰冷且自由漂浮的天体是木星质量天体的类似物。我们还讨论了如何通过优化斯皮策的观测及后期处理技术，使这些具有挑战性的系外行星观测成为可能。
关键词： 斯皮策空间望远镜、大气结构、系外行星、微引力透镜、TRAPPIST-1、碎片盘、Y型矮星
更新于2025-09-23 15:21:01
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系外行星手册 || 利用詹姆斯·韦伯太空望远镜观测系外行星
摘要： 系外行星普查揭示了围绕各种年龄和光谱类型恒星运行的行星具有惊人多样性：轨道周期不足一天的行星与轨道距离超过100天文单位的行星；质量达木星十倍的巨行星与质量小于地球的超级地球；灼热高温行星与宜居带内的温和行星。未来十年的挑战在于从人口统计学研究转向物理特性表征。詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）将通过短周期行星的凌日光谱观测和远离宿主恒星行星的日冕成像技术，开启理解系外行星的全新革命性阶段。本文探讨了JWST凭借其灵敏度与稳定性、高角分辨率及强大仪器组合所实现的多样化系外行星研究机遇，这些能力将推动我们对行星形成、褐矮星以及从年轻到成熟行星大气层的认知。
关键词： 大气层、凌日光谱学、日冕成像、系外行星、褐矮星、詹姆斯·韦伯太空望远镜、行星形成、JWST
更新于2025-09-23 15:21:01
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系外行星手册 || HR8799：成像一个系外行星系统
摘要： HR 8799行星系统是迄今通过直接成像发现的最引人入胜且壮观的系统。这个由四颗气态巨行星（质量达5-7倍木星）围绕一颗不寻常的年轻A型恒星运行（轨道间距15-70天文单位）的系统，堪称研究大气与行星形成物理学的罗塞塔石碑。由于能直接获取行星自身发出的光，科学家们已对该系统开展了广泛的光度与光谱研究，描绘出云层形成、非平衡化学反应及可能限制形成路径的元素丰度测量的迷人图景。该系统的动力学结构复杂，四颗大质量行星很可能通过参与平均运动共振实现稳定。行星两侧分布着两条碎片带——一条类似太阳系小行星带的温暖带，以及一个与柯伊伯带相当的宽广寒冷环带。未来数年，地面和太空观测将持续深入研究HR 8799系统，而该系统中可能还存在待发现的额外行星，这一前景令人振奋。
关键词： 光谱学、系外行星、动力学、系统架构、行星系统、HR 8799、测光法、直接成像、碎片盘、大气特性
更新于2025-09-23 15:21:01
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系外行星手册 || 系外行星大气的“光谱动物园”
摘要： 系外行星数量之庞大及其整体性质的意外广泛范围，在系外行星大气领域创造了无限可能。对其他世界进行大气特征探测的机会众多，但稍有不慎便会陷入误区。本章我们将首次探索系外行星大气的丰富性，纵览系外行星"光谱动物园"。随后追踪星光从恒星抵达系外行星再至遥远光谱仪的路径——关于光在行星大气中具体变化过程将在后续章节讨论。我们简要说明光如何受光谱仪影响并被探测器记录，最终形成观测到的行星光谱。可见，测量行星大气在观测光谱中效应的主要挑战之一，就是将其与获取该光谱所用仪器造成的效应区分开来。最后我们就克服观测难题、从未来数十年可研究的系外行星宝库中获取最佳科学成果的总体策略提出几点思考。
关键词： 光谱学、大气层、系外行星
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光光学频率梳及其在光纤通信系统和天体物理学中的应用
摘要： 本文研究了激光光学频率梳（LOFCs）的产生与应用。LOFCs的独特性质在光谱学和计量学中得到广泛应用，尤其用于制造超高精度的光学时钟。LOFCs的应用推动了光纤通信系统的发展，并促进了对天体物理学基本问题的研究，例如系外行星的搜寻与探测，以及验证物理常数随时间变化假说的研究。
关键词： 系外行星、光学频率梳、天文光谱仪校准、多路复用、多普勒光谱学
更新于2025-09-23 15:19:57