太阳系外行星直接成像法观测计划以及数据处理技术

The detection of exoplanets has become one of the hottest fields in modern astronomy. The direct imaging of exoplanet will allow the astronomy community eventually to achieve the most critical scientific goals of astrophysics. This project aims to carry out a small direct imaging survey of exoplanets, and develop the pipeline for observation. The research includes: (1) A small survey includes 6-8 young stars near the Solar system, aiming to find out the statistic properties of planets with large semi-major axes. The survey may use the high contrast imaging system developed by our group which will be installed on a 2-meter class telescope in China or 3-meter class telescopes in USA. We will also apply some telescope time for the survey. (2) Developing the data reduction pipeline for exoplanet direct imaging, the method on certification of exoplanets, and calculation of bolometric luminosity, effective temperature, and mass of planet. (3)Theoretical researching on the high inclined hot Jupiter system WASP-10 and WASP-14 by numerical simulation. The results will be compared with the high contrast observation data.

太阳系外行星探测是国际天文学研究热点,而对系外行星的直接成像观测有着重要的天文学意义。本项目旨在开展一个小规模的太阳系外行星直接成像观测计划，并且对观测中所需的数据处理算法进行研究。主要研究内容包括以下几个方面：（1）进行一个包括8-10颗太阳系外年轻恒星的小规模观测计划，目的是研究大轨道行星的统计规律。该观测将利用本课题组自行研制的超级自适应光学系统和高对比度成像系统进行观测，这两个系统计划安置于中国两米级与美国三米级望远镜上。此外，我们也将申请国外大望远镜时间进行部分观测。（2）研制太阳系外行星直接成像法观测数据处理算法、直接成像法行星的认证方法以及行星热光度、有效温度、质量等物理参数的确定方法。（3）通过数值模拟，对大倾角热木星系统WASP-10和WASP-14形成过程进行研究，并开展与高对比度成像观测结果的对照研究。

太阳系外行星探测是国际天文学研究热点，而对系外行星的直接成像观测有着重要的天文学意义。本项目在执行过程中基本按照研究计划进行，共获得20多个晚上的高对比度成像观测时间。包括国外4米和2米级别望远镜14个观测夜，这些观测中都使用本课题组自行研制的自适应光学系统进行观测。国内成都光电所1.8米望远镜十多个观测夜，期间使用成都光电所开发的AO系统进行观测。本项目完成了高对比度成像相关软件的编写，包括数据初处理，高对比度成像算法，以及物理参数估计。使用编写的软件，我们处理了VLT望远镜的公开数据，对大倾角热木星系统WASP-14进行了研究，发现该系统中有一颗质量约为0.3太阳质量的伴星。另外考虑到大气视宁度是高对比度成像中最主要的影响因素，本项目还在大气视宁度相关方面开展了研究。