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[原创文章] 南京大学天文系发表8颗Kepler系外行星候选者的论文！

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索理客 发表于 2013-8-10 19:38 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自： 中国–江苏–南京 移动

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本帖最后由 sonic5188 于 2013-8-11 15:14 编辑

CONFIRMATION OF 8 PLANETS IN 4 MULTI-PLANET SYSTEMS VIA TTVS IN 1350 DAYS

Yang Ming, Liu Hui-Gen, Zhang Hui, Zhou Ji-Lin


Department of Astronomy & Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics in Ministry of Education,
Nanjing University,Nanjing 210093, China
现代天文和天体物理学教育部重点实验室，南京大学天文系


摘要  ABSTRACT
Analysis of the transit timing variations (TTVs) of candidate pairs near mean-motion resonances
(MMRs) is an effective method to confirm planets. Hitherto, 66 planets in 33 multi-planet systems
have been confirmed via TTVs. We analyse the TTVs of all candidates from the most recent Kepler
data with a time span as long as about 1350 days (Q0-Q15). The anti-correlations and mass upper
limits of candidate pairs in the same system are calculated, using an improved method suitable for
long-period TTVs. If the flase alarm probabality (FAP) of a candidate pair is less than 10−3 and the
mass upper limit for each candidate is less than 13 MJ, we confirm them as planets in the same system.
Finally, 8 planets in 4 multi-planet systems are confirmed via analysis of their TTVs. All of the 4
planet pairs are near first-order MMRs, including KOI-2672 near 2:1 MMR, KOI-1236, KOI-1563 and
KOI-2038 near 3:2 MMR. Four planets have relatively long periods (> 35 day). KOI-2672.01 has a
period of 88.51658 day and a mass upper limit about 17.086M⊕. It is the second longest periodical
planet confirmed via TTVs.

凌星时间变分法（TTV）是凌星法的一个方法延伸，对系外行星的长期凌星观测可以为这个方法提供研究基础，
通过对一颗凌星行星的轨道周期的细微变化判断存在一颗非凌星的行星与之处于轨道共振，
这种方法极其灵敏，可以检测出地球大小的系外行星，目前开普勒系外行星候选者KOI中有33对66颗存在这种情况。
第一颗用这种方法发现的系外行星是Kepler-19 c，原因是Kepler-19 b的300天公转周期中存在5分钟的振幅变异，
显示还有一颗并未发生凌星的潜在行星存在，公转周期是Kepler-19 b的数倍。Kepler-9d也是这种情况。
即便天文学家们分析了这种情况，但是需要确认这些行星，从KOI编号晋升为Kepler编号，需要径向速度法的确认，
但相对灵敏的径向速度摄谱仪器全球只有几台，观测时间严重不足，目前多个望远镜正在升级径向速度摄谱仪
这也是为什么KOI系外行星候选者有3500多颗，但被确认的Kepler编号系外行星只有124颗的原因。
比如，2010年还有一颗声称使用这种方法发现的非开普勒系外行星是WASP-3 c，但2012年被径向速度法否认。

以下是这种方法的动画演示


本文主要采用凌星时间变分法（TTV）讨论了4对近平运动共振（MMR）的开普勒系外行星候选者，
太阳系的冥王星和海王星的公转周期就存在3:2的共振，这也是它们虽然轨道有交叉但不会相遇的原因，
木星的木卫一、木卫二、木卫三存在更加精准的1:2:4的共振，这种特殊的共振形式被称为拉普拉斯共振，
KOI-2672的两颗接近2:1，KOI-1236、KOI-1563、KOI-2038的两颗 接近3:2共振。
得到系外行星的绕转数据，比如周期，天文学家们只能通过万有引力和离心力方程求出恒星的质量，
行星质量无法得到，太阳系行星的质量只有通过卫星的运行情况求出，没有卫星的只能通过引力摄动推算质量范围。
通过这种轨道共振（引力摄动的一种形式）的办法推算行星质量，并排除了这8颗行星的错报可能，
但最终确认这些行星存在还需要径向速度法确认，同时原始数据也是开普勒团队所有，
所以这并不能看做是我国科学家发现的系外行星，他们做了一定程度的研究，如果最终确认他们会有较多贡献。

前两天国外的一个系外行星网站把它们当做确认的系外行星放进数据库中，但是昨天却被撤下来了，
也许是因为他们看了论文后才知道这根本不是确认，只是拓展研究讨论。
我一开始也认为他们确认了这些系外行星，所以标题有些激动，现在改过来了。
欧美就不说了，看看小日本吧，前些天日本昴星团望远镜直接成像拍到的GJ 504 b，毫无疑问就是日本的重大发现，
我国的系外行星学任重道远，近期唯一的指望是在南极昆仑站设置的凌星自动望远镜，但很久没有消息了。

开普勒系外行星候选者数据对全世界开放，这些行星最终确认需要国际上不同团队的合作。
以下是本论文的相关数据，红色加粗显示的行星是本论文讨论的行星候选者，一共8个分别在4个系统内
其他行星是系统中其他行星候选者，文中没有讨论，最后是4个系统的恒星参数。

单位
地球半径
地球质量
K
天
AU
度
0-1
KIC编号
KOI编号
行星半径
行星质量
恒星/行星半径比
行星平衡温度
公转周期
轨道半长径
轨道倾角
凌星参数
6677841
K01236.01
4.3
61.667
32.41
699
35.741
0.232
87.66
0.8639
6677841
K01236.02
2.6

52.11
996
12.310
0.114
84.8
0.8455
6677841
K01236.03
3.1
48.597
43.86
607
54.400
0.307
87.66
0.9098
5219234
K01563.01
3.6
8.963
26.53
833
5.487
0.059
84.8
0.82
5219234
K01563.02
3.3
7.664
29.07
729
8.291
0.077
85.94
0.84
5219234
K01563.03
2.16

44.05
999
3.205
0.041
81.93
0.89
5219234
K01563.04
3.7

25.77
575
16.738
0.124
87.09
0.936
8950568
K02038.01
1.99
14.789
45.89
814
8.306
0.079
83.08
0.921
8950568
K02038.02
2.2
18.89
41.56
712
12.512
0.103
84.8
0.925
8950568
K02038.03
1.56

58.69
632
17.913
0.131
85.94
0.926
8950568
K02038.04
1.61

56.72
563
25.218
0.165
86.52
0.925
11253827
K02672.01
5.3
17.086
21.55
413
88.517
0.369
89.95
0.015
11253827
K02672.02
3.5
80.133
32.26
525
42.991
0.228
89.38
0.48
单位
太阳半径
太阳质量

K
10亿年

地球重力
KIC编号
KOI编号
恒星半径
恒星质量
视星等
恒星表面温度
恒星年龄
赤经
赤纬
表面重力
6677841
1236
1.27
1.31
13.659
6779
0.22
287.391205
42.194832
22.84
5219234
1563
0.87
0.89
15.812
4918

299.224335
40.343182
33.02
8950568
2038
0.84
0.95
14.779
5666
0.6
290.973419
45.290321
37.91
11253827
2672
1.04
0.84
11.921
5565
14
296.132812
48.977402
21.81

论文PDF
1308.0996v1.pdf (799.27 KB, 下载次数: 1613)


南京大学

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购买望远镜就在牧夫天文商城
mingkoukou 发表于 2013-8-10 20:20 | 显示全部楼层 来自： 中国–天津–天津 联通
好消息！加油！
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张紫恒 发表于 2013-8-10 20:33 | 显示全部楼层 来自： 中国–河北–廊坊 电信
热烈祝贺！
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姜磊 发表于 2013-8-10 21:01 | 显示全部楼层 来自： 中国–北京–北京 联通
好样的!
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adamdyj 发表于 2013-8-10 21:50 | 显示全部楼层 来自： 中国–河北–石家庄 联通
国内消息不错
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kingkey 发表于 2013-8-10 21:58 | 显示全部楼层 来自： 中国–河北–石家庄 电信
好消息！
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天狼星666 发表于 2013-8-10 22:16 | 显示全部楼层 来自： 中国–内蒙古–赤峰 电信
好消息，祝贺！
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三叶观天 发表于 2013-8-11 14:24 | 显示全部楼层 来自： 中国–广西–北海 电信
本帖最后由 三叶观天 于 2013-8-11 14:33 编辑

南极昆仑站设置的凌星自动望远镜今年的观测数据，需要等明年初第30次南极科考队取回硬盘里的数据才行，昆仑站天文台要完全发挥潜力，还需要等配套设施完善，实现有人职守越冬才行
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偷窥者 发表于 2013-8-11 14:47 | 显示全部楼层 来自： 中国–广东–深圳 电信
不懂，没有看明白。
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lynn29 发表于 2013-8-11 20:10 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–衢州 移动
这里面的人我认识。
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光kobe 发表于 2013-8-11 21:54 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江 移动/数据上网公共出口
看不懂
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lwsnow 发表于 2013-8-13 08:58 | 显示全部楼层 来自： 中国–安徽–芜湖 电信
学习中
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gohomeman1 发表于 2013-8-13 20:29 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–宁波 电信
人名为何不是中文，你应该能搞定的
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zhangch1997 发表于 2013-8-14 22:05 | 显示全部楼层 来自： 中国–河南–信阳 联通/(商城县)联通
不能让小日本在这方面比咱们强   在这方面的探索就是未来的财富
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寻找雷锋 发表于 2013-8-17 21:39 | 显示全部楼层 来自： 中国–山东–淄博 联通
真不错！！！！赞一个！希望更多大学发表更多论文。
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龙卷风 发表于 2013-8-18 22:36 | 显示全部楼层 来自： 中国–湖南–永州 电信
国家科学事业的发展展就是要依靠年轻一代的热情裕才能
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