版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们

[科普中国]-北方高精度径向速度行星搜索器

科学百科
原创
科学百科为用户提供权威科普内容,打造知识科普阵地
收藏

仪器简介

HARPS是ESO用于测量径向速度的设备,具有当前可达到的最高精度,该仪器设计用于获得非常高的长期径向速度精度(大约1m / s)。为实现这一目标,HARPS被设计为由一对光纤馈送并为机械稳定性优化的中阶梯光谱仪。它被安置在真空容器中以避免由于温度和空气压力变化导致的光谱漂移。两个光纤中的一个收集星形光,而第二个用于同时记录Th-Ar参考光谱或背景天空。3

HARPS 侦测最低径向速度可达到 0.97 m/s (3.5 km/h),其有效精确度是 30 cm/s,目前全世界只有 HARPS 和另一个仪器有如此的精确度。这要归功于它的设计,用钍灯做为参考的光谱来观测目标,在观测的同时使用两个各自独立的光纤,当仪器放置于一个真空的空间时其具有极高的机械稳定性,且温度变化控制在 0.01 °C 以内,仪器的准确性和灵敏性会因为钍光谱产生最好的测量。

HARPS 的主要研究者是米歇尔·麦耶(Michel Mayor),他和戴狄尔·魁若兹、史蒂芬·乌德利(Stéphane Udry)共同使用该仪器观察Gliese 581系统的特征,并发现了目前质量最小的行星格利泽581e和两颗位于该行星适居带的超级地球。4

项目大事记1998年5月项目公告

2000年2月项目启动

2000年7月初步设计审查

2001年3月最终设计审查

2002年12月初步验收(欧洲)

2003年1月在La Silla安装

2003年2月调试1

2003年3月第一次征集建议书

2003年6月调试23

观测成果发现类地行星:半人马座阿尔法星群类地行星2012年10月17日,欧洲南方天文台宣布他们在半人马座阿尔法星群中发现了一颗质量与地球相近的行星。这是迄今人类在太阳系外发现的质量最小的行星,并且它也离太阳系最近。这次发现归功于架设在智利拉西拉天文台的3.6米天文望远镜及安装在上面的“高精度视向速度行星搜索器”(HARPS)。

每个运动的物体朝着我们的视线方向都有一个速度, 这个速度叫视向速度。 同样地,恒星也具有朝向或远离我们的视向速度。如果恒星有相伴的行星围绕着它运转,那么由于行星与恒星之间的引力作用,恒星在视向速度上会产生微小的变化。通过探测这种变化,就能推测行星的存在,并计算出它的质量。

HARPS能够探测到小于每秒1米的视向速度变化, 是目前极为精确的行星探测方式。 尽管如此,用它来发现一颗行星仍然不是一件容易的事情。科学家们在4年多的时间里精确判断和分析HARPS监测到的数据, 发现恒星半人马座阿尔法B( 与半人马座阿尔法星A是一对双星) 每3.2天就会发生极其微小的引力扰动,这种引力扰动极其轻微,仅引起阿尔法B星每秒位移0.51米,1小时也不过1.8公里。参与项目的科学家称,他们就是在这种比婴儿爬动还慢的迹象中找到了一颗行星存在的痕迹。

根据观测结果,科学家推断该行星很可能是一颗“类地行星” ——很像地球,具有坚硬的岩石地层。 它绕着呈微红色、 亮度为太阳一半的半人马座阿尔法星B运转,公转轨道离阿尔法B星仅有644万公里,公转周期为3.24天。 它的表面温度极高,达1200摄氏度,人类显然无法在上面生存。5

发现类地行星:格利泽-163c一支由国际天文学家组成的研究小组,在位于智利境内的欧洲南方天文台,通过使用高精度视向速度行星搜索器,对近400个红矮星进行了研究。天文学家在剑鱼座方向距离地球约50光年处,发现了一颗可能适宜生命存在的星球——格利泽-163c。格利泽-163c是围绕恒星格利泽-163运行的两颗系外行星之一。这个研究团队在格利泽-163周围还发现有第三颗系外行星存在的踪迹,但目前还不是很确定。天文学家表示,格利泽-163c的质量是地球的7倍,有可能是一颗岩石星球,或者是一颗气态矮行星。6

发现超级地球欧洲天文学家已经在我们的太阳系外发现50颗新行星,其中16颗与我们的地球大小类似。这是有史以来天文学家公布的发现这种行星最多的一次。在最新发现的这批行星中,最大的一颗名叫HD85512b,它的质量是地球的3.6倍,位于距离我们大约36光年的船帆座里。这一发现表明,超过半数像我们的太阳的恒星都拥有行星,而且很多行星比土星的质量更小。

HD85512b是其中一颗新行星,它被戏称为“超级地球”,位于它的恒星系的可居带里。科学家认为,恒星周围的这个区域能够确保液态水存在,这可能是一颗行星是否具有可居性的潜在条件。这一最新发现将在美国怀俄明极端太阳能系统的会议上做详细介绍,届时将有350名系外行星专家参与这项会议。该发现是由高精度视向速度行星搜索器(HARPS)获得的,它被安装在智利欧洲南方天文台的11.8英尺(3.6米)口径的拉息拉望远镜上。7

发现与地球相似的行星来自两个研究团队的天文学家首次成功测量了一颗与地球大小类似的系外行星的质量——这一次,这颗名为开普勒-78b的行星只比地球略“胖”一点儿,并围绕天鹅座的一颗恒星运转,该星座距离地球约123秒差距(400光年)。这是首次发现与地球如此相似的行星。不过其表面温度过高,并不宜居。

利用来自装载于加那利群岛国家伽利略天文望远镜上的北方高精度径向速度行星搜索器(HARPS-N)光谱仪所提供的数据,Pepe及其团队计算出开普勒-78b的质量大约是地球质量的1.86倍。8