专家业余二人组联手填补系外行星研究空白_风闻

翻译：葛文迪

校对：牧夫校对组

编排：陶邦惠

后台：库特莉亚芙卡 李子琦

原文链接：

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/first-discoveries-pro-am-exoplanet-survey/

业余天文学家Paul Benni与MIT的研究员Artem Burdanov在上周美国天文学会的虚拟会议中公布了三项新发现：一颗炽热的木星、一颗褐矮星以及一对食双星系统。

他们使用容易获取的商业设备，一同在天空中搜寻系外行星。合作开始于一项最初名为库罗夫卡行星搜索（KPS）的初步巡天测量，这项巡天测量是由Burdanov和来自俄罗斯乌拉尔联邦大学的同事们在几年前发起的。就像NASA的开普勒和凌星系外行星巡天卫星空间望远镜那样，他们通过搜寻恒星光度的骤降来寻找那些从恒星前面经过的系外行星。但是，这项巡天测量和NASA的大项目不一样的是，Burdanov在天空中搜寻的区域恰好之前被它们漏掉了，这片区域就是我们银河系盘面上的稠密区域。

艾克顿天空之门，一个在住宅区的私人观测站，包括RASA 11巡天调查望远镜（左）和一个星特朗C14窄视野望远镜用于后续观测（右）。

图片来源：Paul Benni

自从2013年，Benni就在位于波士顿附近的家中开始帮助KPS团队追踪观察结果。当Burdanov搬去列日大学后，Benni使用一个升级后的系统继续跟进这个项目，这个系统包括了Burdanov的增强型图片处理软件，而这个项目也被更名为银盘系外行星（GPX）调查。GPX系统包括一个279mm星特朗RASA宽视野巡天望远镜和一个FLI ML16200摄像机。Benni在他家中的观测站操控整个巡天测量，他将这个观测站称为艾克顿天空之门。

为了观测满是恒星的银道面，GPX舍弃大的天空覆盖面以换取高分辨率：这个系统的天空覆盖面只有2角秒/像素，与之相对比的是宽视野开普勒和凌星系外行星巡天卫星空间望远镜的天空覆盖面分别是4角秒/像素和20角秒/像素。Benni解释道：“因为恒星在银道面的图像中总会混在一起，所以其它的巡天测量总是避开银道面或者很难在银道面发现凌星信号。”这个取舍也使得天文学家们可以专注于11到15星等的暗淡恒星。Benni补充道：“其它的巡天调查都盯着更亮的恒星，而我们尝试比他们拍到更多，捕捉到一些他们漏掉的东西。”

探新成果

最早得到证实的探测结果要追溯到2015年，那时这对二人组还在试行Kourovka设备的原型机。这个团队当时将望远镜随机瞄向大熊座附近的一小片区域，观测了几个月，积累了115个小时的有效数据，发现了一颗凌星的炽热木星KPS-1b。Benni说：“这项发现是一个意外收获，我的儿子把KPS-1b称为‘幸运鸭’星。”这项发现随后就通过视向速度法得到证实。

GPX发现了一颗围绕类似于我们太阳的宿主恒星的炽热木星，此为艺术概念图。

图片来源：伊尔库茨克国立大学的Kirill Ivanov

KPS-1b在质量和半径上与木星很像，但是围绕它那13星等的宿主恒星的公转周期只有1.7天。Benni说：“KPS-1b促使我们升级摄像机并增添多重照野以提升巡天调查的能力，整个系统也成长为GPX系统了。”

在2016年，这个团队使用着改进后的GPX设备开始了它的第二次探索。GPX-1b是一颗质量相当于20颗木星的褐矮星，它围绕着一颗质量略大于我们太阳的12星等的恒星运转。这颗恒星在飞速自转，这表明这颗恒星还很年轻，可能只有大约2亿7千万岁。

GPX有比凌星系外行星巡天卫星空间望远镜更高的像素（前者2角秒/像素，而后者20.25角秒/像素），使得其可以将GPX-1宿主恒星从邻近恒星中分辨出来。这使得GPX可以观测到褐矮星从GPX-1表面经过。

图片来源：Artem Burdanov和Paul Benni

GPX-1b的发现证明了GPX巡天调查独特设计与方法的价值：当凌星系外行星巡天卫星启动并观测天空中相同区域的时候，宿主恒星GPX-1与不到一角分远的一颗更亮的9星等的恒星混合在了一起，而且凌星系外行星巡天卫星并没有探测到褐矮星伴星的凌星现象。

它们最近的发现来自于2018年收集的数据：GPX-TF16E-48是一对15星等的恒星，一颗白矮星和一颗K型主序星以7.1小时的周期彼此围绕运转。这个运转轨道从地球上看是侧着的，即这是一对食双星系统。不过这个遮蔽由于只有10分钟所以很难辨认。后续的观测显示，这个白矮星可能正在从它的伴星吸取气体，并且在大约九百万年后可以爆发成新星。

在被称为GPX-TF16E-48的系统中，一颗白矮星和一颗K型主序星彼此围绕运转。这里的白矮星看上去好像正在从它的伴星上吸引物质，表明这对系统在几百万年后可能爆发成新星。

图片来源：伊尔库茨克国立大学的Kirill Ivanov

GPX展示了，专业与业余的天文学家合作的可能性，通过使用市场上可以买到的设备，甚至可以发现世界级仪器漏掉的成果。

他们进一步的工作成果发表尚在申请中，工作仍在继续，正如Benni所说：“我们将继续前行。”

『天文时刻』 牧夫出品

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