以下是的一些我们精选的科维理天文所东苏勃等利用LAMOST望远镜发现新的系外行星族群
最近,北京大学科维理天文与天体物理研究所的东苏勃研究员和南京大学天文与空间学院的谢基伟副教授领导的科研团队利用中国科学院国家天文台郭守敬望远镜(LAMOST)的观测数据,发现了一类新的太阳系外行星族群——热海星(Hoptunes)。相关研究论文(LAMOST telescope reveals that Neptunian cousins of hot Jupiters are mostly single offspring of stars that are rich in hey elements)于2018年1月9日在《美国科学院院刊》(PNAS)发表, 并被选为当期杂志封面的研究亮点文章之一。东苏勃研究员和谢基伟副教授是该论文的共同第一作者和共同通讯作者。研究团队还包括南京大学周济林教授、犹他大学郑政教授以及中国科学院国家天文台罗阿理研究员。

图1:热海星想象图。该图示意了新发现的“热海星”族群中的一员 (右下方),以及第一个发现的系外行星族群“热木星”的一员(左下方)与背景里开普勒卫星发现的多姿多样的行星系统。(北京天文馆马劲编绘合成)
“富贵”而“孤独”的热木星
自从1995年第一颗系外行星飞马座51 b发现以来,对太阳系外行星(简称系外行星)的探索一直是国际上一个重要的热点前沿方向。飞马座51 b的发现是天文学史上的一个里程碑,开辟了人类视野,揭示了一类非常特殊的系外行星族群的存在。这类行星被称作热木星,它们大小与太阳系中的木星相当,但表面温度很高,因为它们距离宿主恒星非常近(不到地球与太阳距离的十分之一,而木星距太阳是日地距离的五倍多)。之后20多年来,人们发现了上百个热木星并对它们进行了大量的研究,但是其形成和起源却仍然是一个谜。
在已发现的上千个系外行星中,热木星族群有些重要特征。首先,热木星是比较稀少的,大概每100颗恒星周围才有一颗热木星。再者,热木星的宿主恒星大多数比太阳的金属丰度要高(即富含更高比例的重于氢和氦的化学元素)。另外,热木星比较“孤独”,它们的附近一般很少发现其他的行星。用一句形象的话来概括,热木星是一类稀有的、来自“富裕”家庭的“独生子女”。这些是热木星的标志性特征,蕴含着其形成和起源的重要线索。

图2:位于中国科学院国家天文台河北省兴隆观测站的郭守敬望远镜(即大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜,简称LAMOST)
LAMOST星海弄潮
那么是否存在与热木星具有类似关键特征的其他行星族群呢?这个问题的答案无疑会为解开热木星起源之谜带来全新的线索。
在过去几年,美国国家航空航天局(NASA)的开普勒(Kepler)卫星通过凌星法寻找系外行星取得了巨大的成功,探测到了几千颗系外行星,为解决热木星起源之谜带来了契机。研究这个问题的关键一步是确定这些行星系统的基本性质,如行星的半径和宿主恒星的金属丰度等,而这些属性的测定则需要对恒星进行光谱观测。由于开普勒卫星搜寻的目标多达20万颗恒星,需要光谱获取率极高的观测,绝大多数望远镜难以胜任,只能望洋兴叹。
我国的郭守敬望远镜(LAMOST)采用独特的创新设计,能在大视场中同时观测数千个天体的光谱,是世界上光谱获取能力最高的望远镜(图2)。这使得LAMOST望远镜在系外行星科学的研究中独树一帜。近几年来,LAMOST在开普勒天区观测了数万颗恒星(其中包括上千颗行星的宿主恒星),得到了它们的光谱。通过与其他高精度方法(如星震学和高分辨率光谱)的比较论证,研究团队发现LAMOST光谱对恒星基本属性的测量结果非常可靠,达到相当高的精度。高精度的LAMOST恒星数据可以带来对包括行星半径等关键属性的高精度测量, 使得对成百上千的系外行星进行准确分类和系统研究成为可能。

图3: 热海星的发现。不同金属丰度([Fe/H])下的行星轨道周期(Period)和行星半径(RP)的分布。从下至上,金属丰度增加。蓝色的点表示单凌星系统(系统中只发现这颗行星),红色的是多凌星系统。热木星的区域是在绿色横线的上端。粉色线段围成的就是热海星区域。LAMOST观测提供精确的宿主恒星半径和金属丰度。恒星半径进而用于确定行星的半径(开普勒卫星测光观测只能给出行星和恒星的半径比)。
行星家族新成员热海星——热木星的表弟表妹
利用LAMOST的精确恒星参数,研究团队研究了不同金属丰度情况下行星的轨道周期和行星半径的分布(图3)。他们发现,在金属丰度低的情况下([Fe/H]<-0.1),几乎所有的行星都分布在半径-周期图中的右下区域。随着金属丰度的增加,其他区域逐渐出现行星;在这些新出现的行星中就有来自“富裕”家庭的“独生子女”——热木星(如图3中绿线以上区域,即行星半径大于10倍地球半径)。除此之外,他们还惊奇地发现随着金属丰度的升高,在图3粉色框中也出现了些其他的行星。这些行星几乎和热木星“相伴”出现,而且与热木星一样也大多为“孤独”的单凌星系统。研究团队称这类新的行星族为热海星(Hoptune)。热海星的平均大小与海王星类似,约4倍地球半径,但其大小的分布却比较广泛,小至2倍地球半径,大到6倍地球半径。它们的物理结构是否都与太阳系的海王星同样尚不明确,故不称之为热海王星(hot Neptune)。
通过分析LAMOST望远镜的数据,研究团队终于给“出身富贵”和“孤独”的热木星找到了和它们一样“富贵”和“孤独”的表弟表妹——热海星。与热木星类似,也只有大约1%的恒星附近存在热海星。将来通过对含热海星的恒星系统进行高精度视向速度观测,我们可以测量热海星的质量,从而进一步研究它们的结构和组成 。
20年来,人们对热木星的形成和演化机制提出了多种理论,但是热木星的起源仍未有定论。研究团队基于LAMOST望远镜数据新发现的行星族群热海星与热木星有着几个同样的标志特征,这为揭开热木星和其他短周期行星起源这个重大谜题提供了关键的新线索和崭新的研究方向。
该工作得到国家自然科学基金、中科院LAMOST杰出学者、以及全国优秀博士论文专项基金等的资助。
相关链接:
PNAS杂志的研究亮点(Highlights)报道:http://www.pnas.org/site/highlights/highlights.xhtml#planets
编辑:白杨
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以下是的一些我们精选的五月:扫黄打非办:利用社交群组传播秽物品牟利案屡现
原标题:坚决打击网络传播秽物品牟利行为
近期,全国“扫黄打非”办公室再次联合公安部,对浙江丽水“9·26”传播秽物品牟利案、江苏无锡赖某等人利用手机直播平台传播秽物品牟利案等12起网络传播秽物品牟利案件进行挂牌督办,要求办案机关深挖犯罪源头,彻查利益链条,依法严厉打击,做到除恶务尽。
全国“扫黄打非”办公室披露,综合全国同类案件查办情况看,利用社交群组传播秽物品牟利案在多地屡有发现。不法人员为了牟取暴利,将秽视频作为一种商品,利用微信、QQ等社交群组大量销售传播,危害严重,性质恶劣。如浙江丽水遂昌公安机关根据群众举报线索,查办了“9·26”传播秽物品牟利案,系该省首起利用微信打赏功能“导流”传播秽物品牟利案件。犯罪嫌疑人胡某某于2017年5月至12月,使用微信打赏功能在“23”平台网站上传大量秽短视频,并将生成的打赏链接转发至其组建的126个500人的微信群内,非法牟利8万余元。进一步侦查发现,“23”平合网站为陆某某等人于2015年建立,平台网站以微信公众号形式为下线代理人提供入口,下线人员只需注册微信即可进入平合上传秽视频、生成打赏链接。已初步查实该案涉案金额超3500余万元,犯罪嫌疑人非法获利1000余万元。陆某某、胡某某等9名犯罪嫌疑人被抓获。目前,案件在进一步侦办中。
网络直播发展迅速,尽管执法部门保持高压打击态势,但一些突破道德底线与法律红线的网络直播传播低俗等有害信息问题多发频发,地下直播甚至一度猖獗。涉案人员大多法律意识淡薄,缺乏道德廉耻,在巨大利益的诱惑下,开设秽直播平台或进行直播。大多违法犯罪人员怀有侥幸心理,无视法律要求,认为通过更换马甲、服务器设在境外、社交群内传播、更换IP等手段就能逃避管和打击。如江苏无锡警方正查处一起手机网络直播平台传播秽物品牟利案。一段时间内,犯罪嫌疑人赖某等人租用服务器建立“铂金”、“喜力”、“夜魅”“一本道”、“蝶秀”等多个秽手机直播平台,通过多个“家族”组织女主播进行秽表演。部分平台马甲使用一个月后即更换,涉黄女主播也经常转移阵地,个别组织人员长期躲在境外。截至案发时,公安机关查实该团伙牟利350余万元,犯罪嫌疑人涉及20多个省份。目前已抓获赖某等涉案人员52名,案件在进一步办理中。
全国“扫黄打非”办公室负责同志指出,目前网络传播秽信息成为公害,不法人员利用网络传播秽物品谋取不当利益,污染网络空间,败坏社会风气,扰乱文化市场秩序,践踏道德法律底线,危害广大群众特别是青少年的身心健康,必须坚决制止、严厉打击。只有对网络传播秽现象坚持不懈地整治,发现秽信息及时清理,毫不手软、动真碰硬,查处触碰“红线”、越过“底线”的企业或个人,才能形成震慑,持续推动网络空间清朗。
来源:微信公号“扫黄打非”