下面是 天文台新聞 .. 天文學家 真的很厲害
越來越多方法可以發現系外行星
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史匹哲發現超級巨大的行星系統
http://www.tam.gov.tw/news/2006/200602/06020902.htm紅矮星旁發現海王星大小的系外行星
http://www.tam.gov.tw/news/2005/200512/05120101.htm法國和瑞士天文學家，利用歐南天文台（ESO）位在智利La Silla的3.6米望遠鏡加上HARPS儀器，
發現一顆到目前為止最輕的系外行星。更讓這些天文學家驚訝的，是這顆系外行星的母星居然是一顆質量很小的紅矮星
（red dwarfs）。由於紅矮星在宇宙中相當普遍，這項發現代表著宇宙中可能到處充斥著行星，
而且目前已有探測這類系外行星的科技能力，未來探測系外行星的重點可能終將如SETI科學家所言--是M型星的天下。
這顆紅矮星名為Gl 581（Gliese 581的縮寫），位在天秤座中，離地球約20.5光年，質量僅為我們太陽的1/3而已
。這種紅矮星所發出的總亮度，比我們的太陽還暗50倍以上，且是銀河系中數量最多的星種：舉例來說，
在太陽附近100顆恆星中，就有至少80顆是紅矮星。Gliese星表是列出太陽附近25秒差距（parsecs）、
相當於81.5光年範圍內的恆星，Gliese於1969年首度出版，後來Gliese和Jahreiss於1991年出版修正版。
Gl 581就是Gliese星表中第581顆星。既然這類恆星如此普遍，天文學家便想知道這類恆星究竟會不會擁有行星。
先前的巡天研究卻只在200顆紅矮星中，找到其中2顆擁有行星。不過，日內瓦天文台（Geneva Observatory）
Stephane Udry表示：先前的研究不代表全部，因為當時的觀測精度可能不足以找到這些行星，所以他們後來
才會發展超級精密的第二代儀器--HARPS光譜儀（High Accuracy Radial Velocity for Planetary Searches，
高精度徑向速度行星搜尋光譜儀），這台光譜儀的精密度最高可測到每秒1公尺的徑向速度變化。現在事實證明，這個決定相當正確。
右上圖是紅矮星Gl 581的徑向速度變化曲線圖。從圖中可看到，Gl 581沿著我們視線方向的速度分量，
有一個5.366天的週期變化，變化幅度約為每秒13.2公尺左右，應該是受到行星的重力牽曳的影響所致。
且因變化曲線相當對稱，因此行星的軌道應該相當接近圓形。經計算之後，這顆行星的質量約為地球的17倍，
相當於海王星的質量，因此是到目前為止，所有發現的170顆系外行星中質量最小的。它相當靠近母星，
僅600萬公里遠，公轉一圈只有5.4天；太陽系中最靠近太陽的水星，距離也至少5600萬公里，公轉一圈約88 天
。由於它如此靠近母星，天文學家估計這顆系外行星的表面溫度可能高達攝氏150度以上。
天文學家目前還在努力搜尋其他紅矮星周圍的系外行星，其中有5顆系外行星候選者的質量可能比Gl 581的行星還小，
這5顆分別是Gliese 876d（7.3倍地球質量）、HD 160691 d（14倍地球質量）、 55 Cnc e （14.4倍地球質量）、
HD 212301 b（14.4 倍地球質量）、HD 4308 b（15倍地球質量）。不過這些都僅是估計的質量下限，
有可能會因行星軌道面傾角的不同而變大
9米望遠鏡發現它的第一顆系外行星
http://www.tam.gov.tw/news/2004/200407/04071002.htm1999年才剛開始進入正式運作的麥當勞天文台（McDonald Observatory）9.2米哈比-艾伯利望遠鏡（Hobby-Eberly Telescope，HET）
發現了它的第一顆系外行星。這顆新發現的行星，質量約為2.84倍木星質量，公轉週期約54.23天，距離母星約0.26天文單位
（AU，比水星與太陽的距離0.3AU還近）。這顆行星的母星HD 37605是顆類太陽恆星，目視星等約8.7等，但比太陽稍小一些，
表面溫度也比太陽低一些（約5475K），光譜型為K0，重金屬豐度比太陽還高，軌道橢圓率高居目前已知120顆系外行星中的第三大（e = 0.737）。
天文學家Bill Cochran、Michael Endl和Barbara McArthur等人，利用HET與高精度光譜儀（High Resolution Spectrograph，HRS）
，以所謂的「徑向速度法（radial velocity technique）」來偵測系外行星。因為行星環繞母星公轉的過程中，行星重力會扯動母星
，使母星的位置繞著整個行星系統的質心做週期性擺動，因而造成母星光譜譜線會週期性的來回移動（都卜勒效應），
這是搜尋系外行星最普遍的方式。HET望遠鏡的運作方式與一般大型天文台不同，不需要天文學家親自到天文台中操作望遠鏡來觀測，
而是天文學家將己身的需求目標告知天文台的操控人員，而望遠鏡操控人員就會從研究計畫名單中挑選適合當晚天氣與月相的天體目標進行觀測
。如此一來，每個晚上都可以觀測許多不同研究計畫的目標，而每一個研究計畫也都可以有比較長期的資料足供分析。
他們稱這種運作方式為「表單制（queue scheduling）」。對系外行星搜尋這類研究而言，
這種望遠鏡運作方式非常切合天文學家的需求，因為他們可以隨時將重要目標編入待觀測表單中，而不會妨礙其他的觀測目標
。HET望遠鏡加上高精度光譜儀後，徑向速度的誤差量（均方根）僅有每秒3公尺以下，使得系外行星搜尋變得更有效率，
成為行星獵人的一員大將。
小望遠鏡將有能力發現更多系外行星
http://www.tam.gov.tw/news/2006/200601/06011702.htm小望遠鏡將有能力發現更多系外行星 天文學家透過一架口徑不到一米的小型望遠鏡，
在一顆距離約一百光年的年輕恆星旁發現了一顆系外行星！ 美國佛羅里達大學的天文系教授 Jian Ge 表示
，過去 20 年間，天文學家搜尋了大約三千顆恆星，而未來發現系外行星的速度預料將大為提昇，
使用的設備也不再是昂貴不可及，或許未來二十年，搜尋的恆星數量將可擴展到數十萬顆。
Ge 團隊發現的這顆行星質量至少為木星的一半，環繞的恆星年僅六億年，是目前發現具有行星的最年輕恆星。
由於系外行星會被恆星的光芒掩沒，所以偵測非常困難，天文學家以恆星光譜上譜線的微小移動，
來尋找行星重力對恆星運動所造成的擾動。自 1990 年代起，利用這種方法已經發現超過 160 顆系外行星。
不過這種方法有個很大的問題，就是必須拍攝光譜，而光譜的亮度很低，需要大望遠鏡才有足夠的集光力來拍攝。
天文學家現在用一種新的技術：Exoplanet Tracker (ET)，以干涉計來取代光譜儀，只需要原本 1/5 的亮度，
便能夠更精確的偵測到恆星沿徑速度的變化，所以較小的望遠鏡也可以勝任。而這套 1.2 米長、0.6 米寬、
重約 70 公斤的設備僅需 20 萬美元，也比光譜儀所需的百萬美元便宜數倍之多。ET 最初是由 Lawrence Livermore
國家實驗室物理學家 David Erskine 於 1997 年所設計，安裝於一架 0.9 米的望遠鏡上。Ge 的團隊在加以改良後
，最多可以同時測量 100 顆恆星的徑向速度變化。 這項技術明年春天起將應用於 Sloan 數位巡天計畫 (SDSS)
的 2.5 米廣視野望遠鏡上。這也是首次以小於一米的望遠鏡，透過徑向速度變化而被發現的系外行星。
像這樣的望遠鏡在全世界有數百架之多，相比之下，以傳統方式搜尋系外行星的二、三米望遠鏡卻寥寥可數
，也很難申請到觀測時段。
繪架座Beta發現微行星帶，顯示有早期行星系統
http://www.tam.gov.tw/news/2004/200410/04102601.htm 繪架座Beta（Beta Pictoris, β Pic）是個年輕的主序星，天文學家早在其周圍發現有塵埃拱星盤環繞，
且此拱星盤恰以側面朝向地球。這個拱星盤的物質來源，不只是恆星誕生時的原始星雲殘餘物質，
應該還有微行星（planetesimals）相互碰撞或彗星蒸發時的微粒，不過天文學家對細節並不清楚。
日本茨城大學（Ibaraki University）、宇宙航空研究開發機構（Japan Aerospace Exploration Agency）、
東京大學（University of Tokyo）、國立天文台（National Astronomical Observatory of Japan）
機構的研究學者，利用位在夏威夷的8米昴望遠鏡（Subaru telescope）及冷卻型中紅外光譜相機
（Cooled Mid-Infrared Camera and Spectrometer ，COMICS）詳細觀測繪架座Beta的拱星盤之後，
發現在離中間母星約6、16、30AU有矽質塵埃微粒（天文單位，1AU=1.5x108km，為地球到太陽的平均距離）
。由於塵埃微粒極易受到恆星輻射壓力的影響而迅速地向外移動，因此這些學者認為：
微行星聚集在離中央母星約6、16、30AU的地方形成環狀構造，稱之為「微行星帶（planetesimal belts）」，
如同我們太陽系中介在火星與木星之間的小行星帶一樣。上圖為小林光二（Kouji KANBAYASHI）
繪製的繪架座Beta微行星帶中微行星互相撞擊而產生塵埃微粒的想像圖。
這個研究結果同時顯示在塵埃微粒豐富的地區，應該就是行星系統正在形成的地方。最特別者，
這三個微行星帶都與我們太陽系中的行星所在位置相關（編者註：木星離太陽約5AU、土星10AU、
天王星20AU、海王星30AU、冥王星40AU）。這個結果對行星系統形成與演化的研究衝擊頗大，或許，
這樣的微行星撞擊在太陽系早期是相當頻繁且普遍的事件。
旋風星冕儀，搜尋系外行星的新利器
http://www.tam.gov.tw/news/2006/200603/06030101.htm旋風星冕儀 美國 亞利桑納州立大學（University of Arizona）光學科學家Grover Swartzlander
設計了一套新的光學系統，可以完全遮蔽星光，讓天文學家得以研究這顆恆星鄰近的行星。此外，
這套光學系統或許在顯微鏡學和必須遮蔽強光的攝像系統中都相當有用。
這套系統的核心技術稱為「光學旋風式遮罩（optical vortex mask）」，由一片薄而小的透明玻璃晶片，
上面蝕刻成一組如同螺旋狀樓梯的型態，如下圖。當光打在遮罩上時，光在比較厚的地方所減低的速度比薄處多
，最後使得光被分裂 成不同相位，某些光波的相位甚至與原來的相差了180度。利用這種旋風星冕儀（vortex coronagraph）
，這些光就像龍捲風一樣，穿過遮罩以後便螺旋行進，在「龍捲風」的中心，相位相差180度的光波會互相抵銷，
使得中心區域呈現全暗的狀態，如右圖 （像不像日全食的景象？）。
光學旋風式遮罩示意圖 旋風式光學設計並不是新點子，但直到1990年代中期，科學家才有能力研究其背後的物理意義。
而直到最近，Swartzlander等人才注意到相關訊息，並認為可能可以應用在強力望遠鏡中，
讓天文學家可以直接偵測比其母星暗100億倍的系外行星。天文學家之前使用以不透明遮片製作的傳統星冕儀時，
如果要在明亮恆星周圍搜尋行星，會因星光透過遮盤而產生繞射現象，行星發出的光因而被這些繞射的星光淹沒蔽而不得見
。而旋風星冕儀則可完全遮蔽星光，沒有散射或繞射的問題。
這套旋風星冕儀的原型機於兩年前已安裝在史都華天文台（Steward Observatory）60吋Mount Lemmon望遠鏡上進行測試。
不過因這座望遠鏡未加裝自適應光學系統，無法校正地球大氣擾動，因此到目前為止都還沒有找到任何系外行星系統。
Swartzlander認為：旋風星冕儀未來可望安裝在太空望遠鏡上，使其效能充分發揮
業餘天文學家偵測到新的系外行星凌日現象
http://www.tam.gov.tw/news/2005/200507/05071301.htm美國加州業餘天文學家Ron Bissinger，發現HD 149026b恆星發生行星凌日的現象--系外行星（exoplanet）從恆星前方通過，
使恆星亮度降低的事件，；這是第三起由業餘天文學家發現的系外行星凌日事件。這顆行星繞其母星公轉的週期約2.877天，
由於運氣不錯，Bissinger有機會在6/30、7/2和7/5連續三次觀測到這個事件的部分掩食過程，
將所有觀測資料利用Eastern University的David Bradstreet撰寫的Binary Maker 3 software程式加以整合後，
可以得到凌日的完整光變曲線，如右上圖，天文學家可利用凌日事件精確測量行星的直徑。
組織Transitsearch.org系外行星凌日觀測網的Gregory P. Laughlin等人，訓練了一批如Bissinger這樣的
業餘天文學家協助搜尋系外行星凌日的現象；當初HD 149026b可能發生行星凌日的預報提出後，
Laughlin認為雖然業餘天文學家有能力可以偵測，但觀測難度比前兩個偵測到凌日事件的HD 209458b和TrES-1還高，
業餘天文學家可能無法應付。然而事實證明，Bissinger利用Celestron SCT 14吋望遠鏡加SBIG ST-10XME CCD
便搶在專業團隊之前偵測到這起事件，因此業餘天文學家只要善加利用CCD輔助觀測，即可大大提升觀測的成效。
發現大小僅為行星級的最小恆星
http://www.tam.gov.tw/news/2005/200503/05030401.htm 一組跨國合作的天文學家日前在系外行星的候選者中，居然篩選出一顆「恆星」，且這顆恆星的大小僅比
我們太陽系中的木星稍大一些而已，令這些天文學家相當詫異。這顆恆星同時成為目前已知體積與質量都最小的恆星。
右圖是太陽（左）、OGLE-TR-122b（新發現的小恆星）與木星的大小比較。相關論文將發表在天文與天文物理期刊
（Astronomy & Astrophysics，A＆A）中。 這些天文學家於2004年3月利用歐南天文台（ESO）位在智利的
Paranal Observatory8.2米超大望遠鏡（VLT），加上FLAMES多通道光譜儀（multi-fibre spectrograph），
進行60多顆恆星的徑向速度測量，這些恆星都是在OGLE巡天計畫中，確認亮度會短暫下降、可能擁有系外行星的候選者
由於凌日法類似食雙星，當行星或伴星從恆星前方通過，會造成恆星亮度下降，天文學家從亮度下降的程度、
時間間隔與光譜譜線移動的距離等，可以幾乎正確地估計出行星或伴星的質量，因此相當受到天文學家的青睞。
ESO PR Photo 06a/05 結果，這些天文學家發現其中位在船底座、編號為OGLE-TR-122的恆星，
其光變曲線（如左圖）顯示它擁有一個非常小的伴星，每7.3天便會掩食 OGLE-TR-122一次，掩食時間可長達188分鐘，
使OGLE-TR-122的亮度下降約1.5％左右。經詳細測量後，確認這顆伴星的質量僅約木星的96倍（太陽質量的1/11），
但直徑卻只比木星大16％（太陽直徑的1/8）。
