超灵敏的系外行星搜寻仪器捕获了它的第一批光数据

随着 WM 凯克天文台的凯克行星探测器 (KPF) 仪器最近进行了首次观测,天文学家很快就会拥有一种新工具来寻找系外行星。 KPF 的“第一道光”观测从木星捕获了数据,展示了该仪器将如何能够在未来探测到太阳系以外的行星。

新仪器位于夏威夷的莫纳凯亚,使用径向速度法探测系外行星。这是通过观察一颗恒星并寻找由围绕它运行的行星的重力引起的轻微摆动来实现的。这种摆动稍微改变了来自恒星的光,以一种可以用来计算行星特性的方式。该仪器测量光谱或来自恒星的光的波长,更大质量的行星会产生更大的摆动。

凯克行星探测器在捕获木星光谱后于 2022 年 11 月 9 日实现了第一道曙光。
凯克行星探测器在捕获木星光谱后于 2022 年 11 月 9 日实现了第一道曙光。 WM 凯克天文台/加州理工学院/KPF 团队

木星的光谱于 11 月 9 日星期三被捕获,随后是一颗名为 51 Pegasi 的恒星的光谱,该恒星已知拥有一颗名为 51 Pegasus b 的行星。 “看到 KPF 的第一个天文光谱是一次感人的经历,”KPF 首席研究员兼加州理工学院天文学教授安德鲁霍华德在一份声明中说。 “我很高兴能够使用该仪器研究系外行星的多样性,并解开它们如何形成和演化到目前状态的奥秘。”

这种寻找系外行星的方法特别适合发现靠近恒星运行的较大行星,从而可以看到较小、较冷恒星的宜居带中的系外行星。

“比我们的太阳更冷的恒星有更靠近恒星的可居住区,”霍华德说。 “这个区域内的任何类地行星都会像篝火一样靠近它们的恒星。我们将继续调整和改进 KPF 以检测更微弱的摆动,目标是最终具有检测地球质量行星的灵敏度,这些行星围绕着像我们的太阳这样的恒星运行,真正的地球类似物。”

凯克天文台的基础设施技术员 James Chong 协助将 Zerodur 光学台精密提升到仪器所在的天文台地下室。
凯克天文台的基础设施技术员 James Chong 协助将 Zerodur 光学台精密提升到仪器所在的天文台地下室。 WM凯克天文台

由于其高灵敏度,KPF 将能够检测到这些非常轻微的摆动,它能够看到小至每秒 30 厘米的恒星运动。该光谱仪是使用一种名为 Zerodur 的混合玻璃陶瓷材料制成的,即使温度变化,它也可以保持其形状一致,使其高度敏感,因为它避免了温度引起的变形。 “这种材料以巨大的平板形式出现,非常脆弱且难以使用,但这正是 KPF 对较小行星如此敏感的原因,”霍华德说。

该仪器目前处于调试阶段,将于明年开始研究工作。


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