行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)統(tong)是(shi)如(ru)何形成(cheng)(cheng)(cheng)和(he)(he)演(yan)化的(de)(de)(de)?這(zhe)是(shi)天(tian)文學中最(zui)古老、最(zui)基本的(de)(de)(de)問(wen)題之一(yi)(yi),對它的(de)(de)(de)探(tan)索本質上也是(shi)在追溯我(wo)們自(zi)身(shen)的(de)(de)(de)起(qi)(qi)源(yuan)。長久(jiu)以(yi)來(lai)(lai)(lai),人(ren)類所知(zhi)的(de)(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)統(tong)只有太(tai)陽系(xi)(xi)這(zhe)個(ge)“孤本”,這(zhe)極(ji)大(da)限制(zhi)了對該問(wen)題的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)。自(zi)1995年發(fa)現(xian)(xian)繞(rao)類太(tai)陽恒星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)第一(yi)(yi)顆系(xi)(xi)外(wai)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(獲2019年諾貝爾物理學獎)以(yi)來(lai)(lai)(lai),已知(zhi)系(xi)(xi)外(wai)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)數(shu)量呈(cheng)爆發(fa)式增長,促進(jin)了該領(ling)域(yu)的(de)(de)(de)飛速發(fa)展,并使之成(cheng)(cheng)(cheng)為目(mu)前(qian)天(tian)文學最(zui)活躍的(de)(de)(de)前(qian)沿(yan)(yan)方向(xiang)之一(yi)(yi)。系(xi)(xi)外(wai)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)研(yan)(yan)究(jiu)一(yi)(yi)個(ge)非常出人(ren)意料的(de)(de)(de)結果是(shi),已發(fa)現(xian)(xian)的(de)(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)統(tong)大(da)多(duo)與太(tai)陽系(xi)(xi)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)性質和(he)(he)軌道分布(bu)(bu)迥異,并呈(cheng)現(xian)(xian)出驚人(ren)的(de)(de)(de)多(duo)樣(yang)性。這(zhe)些發(fa)現(xian)(xian)極(ji)大(da)地挑戰了傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)形成(cheng)(cheng)(cheng)理論,同時也給回(hui)答行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)起(qi)(qi)源(yuan)問(wen)題帶來(lai)(lai)(lai)了前(qian)所未有的(de)(de)(de)機遇。近十年來(lai)(lai)(lai),美國宇航局(ju)(NASA)的(de)(de)(de)開普勒衛(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)用凌星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)法(fa)(行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)掩食恒星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing))搜尋到了數(shu)千顆系(xi)(xi)外(wai)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),為相關領(ling)域(yu)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)帶來(lai)(lai)(lai)了一(yi)(yi)場革命。這(zhe)些海(hai)量發(fa)現(xian)(xian)引領(ling)了系(xi)(xi)外(wai)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)前(qian)沿(yan)(yan)研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)個(ge)重大(da)趨勢,即利用大(da)樣(yang)本觀(guan)測數(shu)據系(xi)(xi)統(tong)地研(yan)(yan)究(jiu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)及其宿主恒星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)分布(bu)(bu)的(de)(de)(de)統(tong)計性質,繼而深(shen)入理解(jie)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)形成(cheng)(cheng)(cheng)和(he)(he)演(yan)化的(de)(de)(de)物理機制(zhi)和(he)(he)環境。

圖(tu)1. 已知的(de)系(xi)外行星(xing)的(de)質量(liang)-軌道(dao)半徑分布。不(bu)同顏色(se)(se)的(de)點(dian)代表不(bu)同方(fang)法發現(xian)的(de)行星(xing):地基(ji)(ji)望遠(yuan)鏡(jing)凌(ling)星(xing)(紫色(se)(se)),開普(pu)勒衛星(xing)凌(ling)星(xing)(藍色(se)(se)),視向速度(du)法(橙色(se)(se)),地基(ji)(ji)望遠(yuan)鏡(jing)微引力透鏡(jing)法(綠(lv)色(se)(se)),直接成像法(褐色(se)(se))。實線(xian)表示各方(fang)法探測的(de)靈敏區(qu)間,綠(lv)色(se)(se)的(de)虛(xu)線(xian)表示未來空間望遠(yuan)鏡(jing)微引力透鏡(jing)法的(de)預計探測區(qu)間。小(xiao)圖(tu)標標識了太(tai)陽系(xi)八(ba)大行星(xing)。
近(jin)日,清華大(da)學天文(wen)(wen)系助理(li)(li)教授祝偉與合作(zuo)者發表了(le)(le)關于(yu)系外行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)統計(ji)和(he)(he)理(li)(li)論意義的(de)(de)(de)長篇綜述,評述了(le)(le)近(jin)年來(lai)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)統計(ji)研究(jiu)方(fang)面的(de)(de)(de)重要進(jin)展(zhan)。文(wen)(wen)章重點討(tao)論了(le)(le)軌(gui)道半(ban)徑較(jiao)短(duan)(短(duan)于(yu)約日地距離)的(de)(de)(de)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)分布情況,這是(shi)開普勒(le)衛星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)主要探測(ce)區間(圖1)。綜述文(wen)(wen)章還討(tao)論并(bing)總結(jie)(jie)了(le)(le)視向(xiang)速(su)度法(fa)和(he)(he)微引(yin)力(li)透鏡(jing)法(fa)等(deng)其他探測(ce)方(fang)法(fa)對軌(gui)道半(ban)徑較(jiao)長的(de)(de)(de)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)研究(jiu)結(jie)(jie)果,以及微引(yin)力(li)透鏡(jing)法(fa)發現的(de)(de)(de)流浪行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)族群的(de)(de)(de)觀測(ce)和(he)(he)理(li)(li)論意義。文(wen)(wen)章全(quan)面梳理(li)(li)了(le)(le)系外行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)領域的(de)(de)(de)統計(ji)結(jie)(jie)果,并(bing)探討(tao)了(le)(le)其對行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)系統形(xing)成和(he)(he)演化的(de)(de)(de)理(li)(li)論意義。最后(hou),文(wen)(wen)章展(zhan)望了(le)(le)該領域未來(lai)有望取得突破的(de)(de)(de)研究(jiu)方(fang)向(xiang)。
這篇(pian)題為“系外行星統計及其(qi)理論(lun)意義“(Exoplanet Statistics and Theoretical Implications)的綜述文章于2021年9月8日在線發表于《天(tian)(tian)文學(xue)和天(tian)(tian)體物(wu)理學(xue)年評(ping)》(Annual Review of Astronomy and Astrophysics)。祝偉教授為第(di)一作者(zhe),北京(jing)大學(xue)科維理天(tian)(tian)文與天(tian)(tian)體物(wu)理研(yan)究(jiu)所東(dong)蘇勃研(yan)究(jiu)員為該綜述論(lun)文的共同作者(zhe)和通訊(xun)作者(zhe)。
① 凡本(ben)(ben)站(zhan)(zhan)(zhan)注明“稿(gao)件(jian)來(lai)源:中國教(jiao)育在線(xian)”的(de)所(suo)有文字、圖片和音視頻稿(gao)件(jian),版(ban)權(quan)均(jun)屬本(ben)(ben)網(wang)所(suo)有,任何媒體(ti)、網(wang)站(zhan)(zhan)(zhan)或個(ge)人未(wei)經本(ben)(ben)網(wang)協(xie)議(yi)(yi)授權(quan)不得轉(zhuan)載、鏈接(jie)、轉(zhuan)貼(tie)或以其他(ta)方式復制(zhi)發表。已經本(ben)(ben)站(zhan)(zhan)(zhan)協(xie)議(yi)(yi)授權(quan)的(de)媒體(ti)、網(wang)站(zhan)(zhan)(zhan),在下載使用時(shi)必(bi)須注明“稿(gao)件(jian)來(lai)源:中國教(jiao)育在線(xian)”,違者本(ben)(ben)站(zhan)(zhan)(zhan)將依法追究責(ze)任。
② 本(ben)站注明稿(gao)件(jian)來源為其(qi)他媒體的(de)文/圖等(deng)稿(gao)件(jian)均(jun)為轉載稿(gao),本(ben)站轉載出于(yu)非(fei)商業(ye)性的(de)教育和科研(yan)之目的(de),并不意味著贊同(tong)其(qi)觀點或證(zheng)實其(qi)內容(rong)的(de)真實性。如轉載稿(gao)涉(she)及版權(quan)等(deng)問題,請作者在兩周內速來電或來函聯系。




中國教育在線
