凯克的新行星猎人仪器上线,寻找更小、更多地球大小的系外行星

镇上有一个新的行星猎人,它的目标是银河系附近的地球大小的行星。

夏威夷 WM 凯克天文台的新仪器被称为凯克行星探测器(简称 KPF),它于 11 月 9 日通过拍摄木星的光谱实现了第一道曙光。 当然,KPF 旨在寻找其他太阳系中的行星,因此来自木星的数据只是第一步——测试仪器的能力。 KPF 才刚刚开始。

2022 年 11 月 9 日用 Keck Planet Finder 拍摄的木星行星的第一张光谱。图片来源:Guðmundur Stefánsson 和 KPF 团队。

KPF 使用径向速度法寻找行星,这意味着它会观察恒星的“摆动”,因为它被任何可能围绕它运行的行星引力牵引。 这种方法对于准确确定行星的质量特别有用:质量越大,摆动越大。 其他行星发现任务,如开普勒太空望远镜,使用凌日法观察行星。 他们看着一颗恒星发出的光随着一颗行星从它前面经过而变暗。 凌日法提供有关行星直径的准确信息。 如果你想知道行星的密度,你需要知道两个测量值(直径和质量)。 出于这个原因,KPF 将用于将笔记与开普勒数据和其他凌日望远镜进行比较。 凌日法和径向速度法一起更全面地描绘了遥远系外行星的组成和状况,这是他们无法单独完成的。


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KPF也希望找到新的行星,尤其是围绕轨道运行的较小的岩石世界 close 给他们的星星。 它比凯克天文台之前的播种机探测器(高分辨率阶梯光谱仪,或 HIRES)更敏感,部分原因是其底座和光学组件使用了一种称为 Zerodur 的陶瓷玻璃混合材料。 该材料不会随着温度变化而膨胀或收缩,这意味着 KPF 接收到的错误信号更少。 虽然 HIRES 可以以每秒 200 厘米的速度检测到恒星的摆动,但 KPF 可以以每秒 30 厘米的速度进行检测。 作为 KPF 的首席调查员 Andrew Howard 说, “我们正在测量一种比人类走路更慢的运动。 这些恒星距离我们数光年远,比整个地球大 100 倍。” 这是一个令人印象深刻的壮举。

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恒星 HD 164922 在其运行的第一个晚上使用凯克行星探测器拍摄的光谱。 图片来源:Guðmundur Stefánsson 和 KPF 团队。

当然,有限制。 KPF 将最适合观察红矮星等暗淡恒星周围的行星,而不是类太阳恒星。 这些恒星的宜居带比我们的太阳更靠近,但由于通常在这类恒星中发现的较高的太阳耀斑活动,通常被认为不太适合生命存在。

尽管如此,该团队还是很高兴能够研究极小的岩石世界 close 到它们的恒星,以及在它们恒星的两极上运行的具有奇怪轨道和高倾角的行星。 首批任务之一是将 KPF 瞄准距离地球最近的 50 颗恒星,在我们当地附近寻找行星。

在周三晚上观察木星后,KPF 首次将目光转向了其他恒星系统。 它将在接下来的几个月中继续其调试阶段,并在春季进入主要运营阶段。 当它发生时,它肯定会揭示有趣的新行星的细节,其中一些甚至可能是詹姆斯韦伯太空望远镜或下一代地面望远镜直接观测的候选者。

惠特尼·克莱文,“凯克天文台最新的行星猎人将目光投向了天空。” 加州理工学院

特色图片:KPF 的 Zerodur 光具座。 图片来源:Jerry Edelstein 和 KPF 团队。