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在系外行星55 Cancri e的透射光谱中寻找钠和钙的外逸层
摘要： 背景：对岩质行星大气与表面特征的研究是系外行星科学的关键目标。遗憾的是，当前仪器设备通常难以实现相关测量。但太阳系内的水星拥有由溅射过程从行星表面抛射出的原子物质构成的巨大外逸层。目前已知最热的岩质系外行星与其母恒星的距离比水星与太阳的距离近一个数量级以上，因此溅射过程及由此产生的外逸层可能大数个量级，有望通过透射光谱法间接探测其表面成分。 目标：本研究旨在搜寻热岩质超级地球55 Cancri e光学透射光谱中外逸层钠（Na）和单电离钙（Ca+）的吸收信号。虽然当前最佳拟合行星质量与半径模型需要可能存在大气成分，但半径参数存在不确定性，意味着55 Cancri e也可能是无大气层的炽热岩质行星。 方法：分析三台望远镜（UVES/VLT、HARPS/ESO 3.6米和HARPS-N/TNG）获取的五次凌星高分辨率（R～110,000）时序光谱。针对钠D线和钙H/K线，利用行星轨道速度径向分量在凌星期间从-57至+57 km/s的变化，从更强的恒星与地球大气信号中分离潜在行星外逸层信号。 结果：综合五组凌星数据，在3σ统计显著性水平检测到可能与行星外逸层钠相关的信号；整合覆盖钙H/K线的四次HARPS凌星数据，还发现电离钙的潜在信号（4.1σ）。值得注意的是，后者源自单次凌星测量——该时段检测达到4.9σ。但由于钠信号显著性较低且Ca+信号可能变化，我们估算这些信号的p值过高（对应<4σ），无法确认明确的外逸层探测。通过与分析初期注入的人造信号对比，估算Na和Ca+的吸收强度分别约为恒星光谱的2.3×10?3和7.0×10?2量级。 结论：若获证实，3σ信号将对应半径5倍地球半径的光学厚钠外逸层，与行星洛希瓣半径相当。单组HARPS数据中4.9σ的Ca+检测将对应约五倍洛希瓣半径的光学厚Ca+外逸层，若真实存在则表明外逸层具有极端变异性。尽管未获得正式探测结果，我们仍主张此类探测方法极具潜力——尤其考虑到水星外逸层随时间显著变化。这可能是首次表征这类神秘行星表面特性的快速途径。
关键词： 技术：光谱学、行星系统；方法：数据分析；行星与卫星：大气层
更新于2025-09-09 09:28:46
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开普勒凌日候选体的SOPHIE视向速度测量
摘要： 系外行星KOI-142b（开普勒-88b）表现出半振幅约12小时的凌星时间变化（TTVs），因此被称为"凌星变化之王"?？绽帐葜薪鎏讲獾礁眯行堑牧栊窍窒螅涔斓乐芷谠?0.92天，半径约0.36倍木星半径。最新分析结合了KOI-142b的TTVs与凌星持续时间变化，发现了一个受伴星扰动的行星独特解。预测存在一颗未凌星的外侧伴星KOI-142c，质量为0.626±0.03倍木星质量，轨道周期22.3397+0.0021?0.0018天，与内侧凌星行星接近2:1平均运动共振。我们利用上普罗旺斯天文台SOPHIE光谱仪的径向速度观测，独立确认了KOI-142c的存在。测得其轨道周期22.10±0.25天，最小行星质量0.76+0.320.16倍木星质量，与先前凌星时间分析的预测高度吻合。这是首次通过径向速度方法确认由TTVs发现的未凌星行星，为TTVs技术提供了独立验证。
关键词： 技术：光谱学；恒星：基本参数；恒星：个别天体：开普勒-88；行星系统；恒星：个别天体：KIC5446285；技术：径向速度法
更新于2025-09-09 09:28:46
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大型双筒望远镜观测到的GJ1214b大气层
摘要： 自2009年被发现以来，超级地球GJ1214b的大气成分和垂直结构一直是争议焦点。最新研究表明，高空云层可能掩盖了下层大气。然而，不同时期、不同设备采集的部分数据点与此结论不符，这很可能是恒星活动与系统误差共同作用的结果。我们利用大双筒望远镜的双通道相机——大双筒相机，对GJ1214b进行了两次凌星观测。首次同步测量了蓝光与红光波段（B+R）的相对行星半径k=Rp/R*，从而在修正恒星活动影响后限定了GJ1214b的瑞利散射特征。为达成同一目标，我们使用STELLA望远镜的WiFSIP设备对宿主恒星开展了长期测光监测，发现其自转周期显著长于先前报道值?；谛碌奈奁玨值估算结果，我们获得了延伸至短波波段的平坦透射光谱，由此证实GJ1214b存在多云大气层的假说。
关键词： 恒星：个别天体：GJ1214，行星系统，技术：测光法
更新于2025-09-09 09:28:46
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使用HARPS-N追踪先进行星系统（TAPAS）
摘要： 背景：富锂巨星是罕见天体。其中部分恒星的锂丰度超过太阳系陨石中该元素的含量，表明这些恒星经历了锂增丰过程。 目标：我们在宾州州立大学托伦行星搜索计划观测的演化恒星样本中，发现了一颗锂丰度A(Li)>3.3的富锂巨星HD 107028。本研究通过分析不同增丰情景，试图确定导致HD 107028锂增丰的具体机制。 方法：我们使用三种不同仪器获取了覆盖不同光谱范围的高分辨率光谱，通过等效宽度测量与光谱合成分析相结合的方法，确定了恒星参数及选定元素的丰度。同时收集了多历元高精度视向速度数据以搜寻伴星。 结果：数据显示HD 107028处于红巨星分支（RGB）基部。除高锂丰度外，其化学成分未发现其他异常，也无低质量伴星或恒星伴星的迹象。根据有效温度和光度判断，其演化阶段远早于RGB光度函数隆起处，因此排除了该位置产生锂的可能性。我们也未观测到与此情景相关的异常特征，故无法证实污染导致的锂增丰。 结论：综合评估各种锂增丰情景后，我们认为HD 107028的锂超丰起源于主序星演化阶段，可能由扩散过程所致。
关键词： 恒星：基本参数，行星系统，恒星：大气层，技术：光谱学，恒星：个体：HD 107028，恒星：晚型
更新于2025-09-04 15:30:14
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使用CRIRES光谱仪搜寻热木星HD 209458 b大气中的H??发射线
摘要： 近红外波段中，系外巨行星通过产生H+3辐射来冷却其热大气层，但模拟预测的H+3辐射强度存在数个数量级的差异。我们利用甚大望远镜（VLT）的高分辨率红外阶梯光谱仪（CRIRES）测试H+3辐射的可观测性，该仪器在近红外光谱中具备足够的行星大气谱线分辨率。通过分析凌日行星HD 209458 b二次食期间及之后的恒星HD 209458光谱，我们在L'波段搜寻行星H+3辐射特征。研究包含恒星与可能存在的行星混合光的光谱，结合凌日行星的星历数据推算观测时刻的视向速度，在预期谱线位置搜寻辐射信号。采用互相关检验寻找行星信号，并运用平移叠加技术处理所有二次食后观测光谱以计算辐射上限值。在包含恒星及其轨道行星混合光的光谱中，未发现大气H+3辐射特征。计算得出3953.0纳米[Q(1,0)]谱线的辐射上限为8.32×101?瓦，3985.5纳米[Q(3,0)]谱线为5.34×101?瓦。与理论预测对比表明，当前对目标天体H+3辐射的测量灵敏度尚缺1至3个星等。数据显示，在更优气象条件下数据质量可显著提升，对于近地恒星-行星系统可达5×101?瓦量级。我们估算未来地基观测设备（如欧洲极大望远镜）有望将探测极限降至101?瓦。
关键词： 行星系统，红外线：恒星，恒星：个体：HD 209458
更新于2025-09-04 15:30:14
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利用SPHERE对HR 3549 B进行特征描述
摘要： 目标：本研究旨在对A0型场星HR 3549的低质量伴星进行特征分析。方法：我们利用甚大望远镜（VLT）的SPHERE仪器近红外分支（IFS和IRDIS）以成像模式观测HR 3549B，其中IFS采用YJ波段配置，IRDIS使用H波段。同时通过IRDIS长缝光谱模式获取了中分辨率光谱。数据采用专为该仪器定制的SPHERE GTO专用管线进行处理，并运用PCA和TLOCI等算法降低散斑噪声。结果：伴星在IRDIS和IFS中均清晰可见。我们获得了四个不同波段的测光数据及该伴星的天体测量位置。基于天体测量结果确认其为束缚天体，并对其轨道参数作出限制。尽管仍存在若干不确定性，我们估算该系统年龄约100-150百万年，由此推得伴星最可能质量为40-50木星质量，有效温度约2300-2400K。通过与模板光谱对比，表明该伴星光谱类型介于M9与L0之间，与其在颜色-星等图中的位置相符。
关键词： 技术：成像光谱学、行星系统、方法：数据分析、仪器：光谱仪
更新于2025-09-04 15:30:14
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SHARDDS巡天：利用SPHERE首次解析半人马座下部十字区HD 114082星周盘的图像
摘要： 我们首次呈现了16±8百万年恒星HD 114082周围碎片盘的清晰图像。该观测通过SPHERE仪器在H波段完成。这颗恒星位于半人马座下部十字星协中，距离为92±6秒差距。通过马尔可夫链蒙特卡洛分析，我们确定该碎片很可能呈尘?；沸翁?，其内缘位于27.7+2.8?3.5天文单位处，方位角为–74.3?+0.5?0.4。该散射光成像的盘面密度随半径递减（约r?4次方），比辐射压力导致的颗粒吹出预期值更陡峭。我们仅发现微弱证据（2σ）表明存在偏心率，并排除了质量超过1.0木星质量且轨道半径在环内缘1天文单位内的行星存在可能——此类行星会破坏该盘结构。该盘的相对盘面光度（Ldisk/L? = 3.3 × 10?3）与HR 4796 A和β绘架座相当，但此前未被其他仪器探测到，主要原因可能是其较小角半径（约0.4角秒）、低反照率（约0.2）以及远离恒星区域因高散射各向异性导致的低散射效率。随着SPHERE和GPI等极端自适应光学系统的应用，更小、更暗且更遥远的碎片盘形态正逐渐显现，为年轻原行星系统中的行星-盘相互作用提供了线索。
关键词： 恒星：个体：HD 114082，行星系统，技术：高角分辨率
更新于2025-09-04 15:30:14
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TNG望远镜上搭载HARPS-N的GAPS计划
摘要： 目的：我们通过光谱监测恒星KELT-6（BD+31 2447）超过1.5年——该恒星已知拥有凌日热土星KELT-6 b，此前观测到的径向速度时间序列长期趋势表明其存在外部伴星。 方法：利用HARPS-N和TRES光谱仪共获取93组新光谱数据。通过HARPS-N观测到KELT-6 b的光谱凌日现象，并同步获得IAC-80望远镜的测光数据。 结果：证实存在一颗最小质量Mpsin i = 3.71±0.21木星质量、轨道偏心率为中等值（e = 0.21+0.039?0.036）、周期约3.5年的外部行星。优化了KELT-6 b的轨道参数，并首次测量到罗斯特-麦克劳克林效应，显示该行星很可能具有圆形、顺行且轻微倾斜的轨道（投影自旋-轨道角λ = -36±11度）。通过测光数据改进了KELT-6 b的凌日历元，并获得新的恒星参数测量值。KELT-6成为研究多行星系统形成与演化的典型案例。
关键词： 技术：测光法、行星系统、技术：径向速度法、恒星：个体：KELT-6
更新于2025-09-04 15:30:14
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系外行星成像观测的最大角分离时段
摘要： 直接成像系外行星既面临重大挑战，也蕴含重要机遇。其优势主要在于能够通过未来仪器接收其他技术无法获取的相位角下发射和反射的光子，从而为大气研究及行星自转与表面特征探测提供可能。挑战则包括日冕仪研发及实现必要对比度等多方面问题。本文重点解决确定恒星与行星最大角间距时机的具体难题。我们基于开普勒轨道要素，为已知凌日与视向速度行星计算轨道历表，推导出以真近点角为变量的恒星-行星角间距解析表达式（包含极值位置），并据此计算已知系外行星最大角间距随时间变化的不确定度，同时提出通过改进历表来优化拟议及规划中的成像任务策略。
关键词： 行星系统，技术：径向速度法，技术：高角分辨率法
更新于2025-09-04 15:30:14
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利用多相位测绘探测系外行星上的海洋闪光
摘要： 旋转映射与镜面反射（闪光）是直接探测宜居系外行星表面液态水的两种方法。但两种方法都可能存在假阳性信号，阻碍对系外行星海洋的明确探测。我们通过模拟地球作为系外行星，提出结合多波长、多相位、时间序列的直接成像观测及配套分析方案——通过空间映射海洋闪光信号来提升系外行星海洋探测的可靠性。随着行星自转，当朗伯散射大陆遮挡海洋的镜面反射时，闪光点会呈现"闪烁"现象。这在月牙相盘积分反射光变曲线中表现为强烈的周期性变化源。我们反演这些光变曲线以约束四分相与月牙相下多个表面的纵向切片图与表观反照率。在月牙相，由于闪光贡献，含海洋纵向切片的表观反照率较四分相时提升5倍；而含陆地切片未显示显著相位相关反照率变化。模拟观测中前向散射云会增加整体月牙相反射率，但我们发现云层与特定表面无相关性，因此相位依赖性闪光效应可与云散射区分。通过获取四分相与月牙相的相同纵向地图，可将表观反照率的相位变化追溯至特定地理表面（或长期大气特征），不过这需要理想几何条件。我们估算：使用直径6-15米的空间高对比度直接成像望远镜，对最近G型、K型和M型矮星宜居带内的1-10颗系外行星进行月牙相时变闪光测量是可行的。
关键词： 行星与卫星：海洋、天体生物学、行星系统、类地行星、行星与卫星：表面
更新于2025-09-04 15:30:14