郭守敬望遠鏡（LAMOST）解開太陽系外行星軌道之謎（圖）

系外行星軌道之謎：系外行星軌道主要是類似太陽系行星的近圓形軌道， 還是大偏心率的橢圓軌道？

近期， 我國科研人員利用中科院國家天文臺郭守敬望遠鏡（LAMOST）的觀測資料發現了太陽系外行星軌道分佈的規律，

解開了長久以來困擾天文研究者的系外行星軌道形狀之謎 。

行星作為宇宙中最基本的天體之一普通卻又不平凡。 行星的探測及其形成演化的研究歷史非常悠久。 上世紀90年代， 人們對行星的認識還僅局限在太陽系內。 1995年， 天文學家用視向速度法發現了圍繞主序恒星的第一顆太陽系外行星（簡稱系外行星） 51 Peg b， 拉開了系外行星研究的序幕。 該領域迅速成為了當今科學前沿的一大熱點。 截至現在， 發現並確認的系外行星已超過3500顆， 其中很大一部分都是最近幾年由美國宇航局 的開普勒（Kepler）衛星用淩星法發現的 。

作為我國重大科技基礎設施之一，

郭守敬望遠鏡（LAMOST）採用獨特的創新設計， 能在大視場中同時觀測數千天體的光譜， 是目前世界上光譜獲取能力最高的望遠鏡 。 近幾年來， LAMOST在Kepler衛星觀測天區得到了數萬條光譜， 其中包括數百個行星的宿主恒星。 通過與其他高精度方法 的比較論證， 專家發現LAMOST光譜對恒星基本屬性的測量結果非常可靠， 達到相當高的精度。 他們意識到LAMOST資料可以用來解開太陽系外行星軌道偏心率的謎題。

他們採用的測量偏心率的方法是用宿主恒星半徑作為“尺規”丈量行星淩星時長的分佈， 而實施該方法需要得到恒星的精確參數。 天文科研人員分析了近700顆具有LAMOST宿主恒星參數的Kepler行星樣本， 結合 光譜資料和開普勒衛星觀測到的淩星光變曲線，

得到了這些行星的軌道偏心率和傾角的統計分佈規律。 最終發現約八成的行星軌道都如同太陽系， 軌道為近圓形（平均偏心率小於0.1）， 只有兩成左右的行星偏心率較大（平均值大於0.3）、顯著地偏離了圓軌道。 他們的研究還揭示， Kepler多行星系統的平均軌道偏心率和軌道傾角符合太陽系中天體的規律， 約呈線性關係。 近圓軌道的普遍性意味著行星形成的“主旋律”應該是“溫和”的， 而造成高偏心率軌道的劇烈行星軌道演化過程只是“少數派”。

據瞭解， 系外行星軌道形狀謎底的解開對理解行星形成演化提供了重要的線索。 此外， 這個謎底也告訴我們， 從軌道形狀角度看， 太陽系在宇宙中是具有代表性的。

這種代表性某種程度上也增強了人類尋找另一個地球和地外生命的信心。