Gravitational microlensing of stars with transiting planets
如果行星系统无处不在,那么一小部分恒星在被微透镜化时应该拥有凌日行星。本文介绍了这样的行星对微透镜光变曲线的影响的研究。对于最近发现的巨行星,光变曲线的偏差可能是相当大的,尽管扰动的细节取决于行星相对于恒星的半径,行星在恒星表面的位置和扫描焦散的方向。考虑到像热木星一样的行星凌日的瞬时概率很小,不到百分之一,而且只有一部分微透镜事件会出现焦散交叉事件,在微透镜事件中检测到凌日行星的概率很小,$\sim10^{-6}$。然而,影响这种可能性的一些因素,如拥有行星的太阳型恒星的数量,是不确定的,在未来的微透镜光变曲线的大目录中检测凌日行星的前景可能是可行的。这项研究的结果也与恒星表面斑点的引力微透镜有关。
2001-10-17 astro-ph
Detecting Extra-Solar Planets via Microlensing at High Magnification
太阳系外行星可以在高放大率的引力微透镜事件中有效地探测到。高精度光度测定只需要在短的、明确定义的时间间隔内进行,大约10-30小时。大多数围绕透镜星运行的行星都可以通过微透镜光变曲线的扰动来证明。
2002-09-09 astro-ph
An Extrasolar Planet Census with a Space-based Microlensing Survey
一个基于空间的引力微透镜系外行星调查将提供质量低至0.1地球质量和轨道间隔从0.5AU到无穷大的系外行星的统计普查。这包括除了水星之外的所有太阳系行星的类似物,以及行星形成理论预测的大多数类型的行星。这样的调查将提供关于行星围绕所有类型恒星的频率的结果,除了那些寿命短的恒星。距离小于0.5天文单位的近距离行星在太空微透镜观测中是不可见的,但这些行星可以被开普勒发现。其他方法,包括地基微透镜观测,无法接近天基微透镜观测提供的太阳系外行星质量和半长轴分布的全面统计数据。地面微透镜观测的类地行星灵敏度仅限于爱因斯坦半径附近2-3天文单位,需要天基成像来识别和确定绝大多数微透镜观测发现的行星的行星宿主恒星的质量。因此,天基微透镜观测可能是全面了解行星系统性质的唯一途径,而这是了解行星形成和可居住性所必需的。拟议中的微透镜行星探测器(MPF)任务是一个基于空间的微透镜调查的例子,可以通过成熟的技术和符合NASA发现计划成本上限的成本来实现这些目标。
2007-04-03 astro-ph
Astrometric Microlensing as a Method of Discovering and Characterizing Extra-Solar Planets
我们介绍了一种寻找和表征太阳系外行星的新方法。我们表明,通过使用下一代高精度天体测量仪器监测微透镜警报的光中心运动,检测到绕透镜运行的行星的概率很高。我们表明,增加天体测量信息的光度微透镜光变曲线,大大有助于确定行星的质量和半长轴。我们引入天体测量地图作为计算天体测量运动和行星探测概率的新方法。有限源效应对低质量行星很重要,但即使是地球质量的行星也可以发出可探测的信号。
1998-11-14 astro-ph
Results from Microlensing Searches for Extrasolar Planets
特别设计的微透镜搜索,其中一些已经进行了几年,对围绕我们银河系中最常见恒星运行的太阳系外行星很敏感。微透镜特别适合于探测以几个天文单位绕其母星运行的质量为100亿的行星。由于木星类似物被认为会影响大多数行星系统的后续演化,因此它们的研究特别重要。微透镜探测的行星系统的轨道半径和距离大于目前径向速度技术研究的轨道半径和距离;因此,这两种方法是互补的。微透镜搜索的最新结果进行了讨论,包括木星的类似物绕典型的银河系恒星的约束。简要回顾了该技术用于行星系统表征的优点和缺点,以及未来的前景。
2000-11-06 astro-ph
Microlensing search for extrasolar planets: observational strategy, discoveries and implications
微透镜已被证明是一个有价值的工具,以寻找太阳系外行星的木星到超级地球质量的行星在轨道上的几个AU。由于行星信号的持续时间非常短,因此需要进行密集和持续的监测。这是通过地面望远镜网络(PLANET/RoboNET,microFUN)跟踪目标来实现的,这些目标被单个专用望远镜(OGLE,MOA)确定为微透镜事件。微透镜已经导致了四个已经公布的太阳系外行星的探测,其中之一是OGLE-2005-BLG-390 Lb,一颗只有5.5 M地球的行星,它的M矮星在大约2.6 AU的轨道上运行。最近的观测(2007年5月至9月)提供了更多仍在研究中的行星候选者,这将使探测数量增加一倍。对于1995年至2006年观察到的非行星微透镜事件,我们计算检测效率图,然后可以用来推导出银河系丰度的冷行星的质量制度,从彗星到次海王星的估计。
2007-11-29 astro-ph
Perturbative approach to the astrometric microlensing due to an extrasolar planet
我们已经开发了一种微扰的方法,由于太阳系外行星透镜微透镜。特别是,我们已经找到了三重图像的解析公式。我们已经用这些公式研究了太阳系外行星透镜引起的天体测量微透镜效应,期望能大大提高未来天体测量的精度。对于弱透镜的情况下,我们已经表明了如何的最大角尺寸和典型的时间尺度的光质心的异常移位是依赖于恒星和行星之间的质量比和角间距。
2002-03-25 astro-ph
Astrometric Method to Break the Photometric Degeneracy between Binary-source and Planetary Microlensing Perturbations
太阳系外的行星可以通过微透镜探测到,因为行星可以干扰主透镜产生的平滑透镜光曲线。然而,高迪指出,双星源事件的一个子集可以产生与大部分行星/恒星透镜系统产生的光变曲线非常相似的光变曲线,导致通过微透镜检测到的疑似行星系统样本受到严重污染。在本文中,我们表明,如果一个透镜事件的天文观测,可以明确地打破光度简并之间的双星源和行星透镜扰动。这是可能的,因为当透镜源图像质心的轨迹中的行星引起的扰动使点远离未扰动的椭圆轨迹的开口时,而由双星源伴随点引起的扰动总是朝向开口。因此,使用未来高精度干涉仪进行天体测量微透镜观测对于微透镜行星探测的可靠确认将是重要的。
2001-07-27 astro-ph
Microlensing search for extrasolar planets
微透镜最近被证明是一种有价值的工具,可以用来搜索海王星等太阳系外行星--由于行星信号的持续时间非常短,因此需要进行密集和持续的监测,这是由PLANET:“探测透镜异常网络”实现的。到目前为止,已探测到四颗行星,其中之一是OGLE 2005-BLG-390 Lb,这是一颗太阳系外行星,其直径仅为5.5 M地球,绕其M矮星运行,距离约为2.6 AU。对于1995年至2006年观察到的非行星微透镜事件,我们计算检测效率图,然后可以用来获得估计的限制银河系丰度的亚木星质量的行星,以及相对丰度的海王星类行星。
2006-12-01 astro-ph
A New Channel for the Detection of Planetary Systems Through Microlensing
我们提出并评估了一种新的战略,通过微透镜观测寻找行星的可行性。这种新策略旨在探测“宽”轨道上的行星,即,轨道间距a大于~1.5 R_E。宽轨道上的行星可能是通过微透镜发现行星的主要渠道,特别是低质量行星(例如,地球质量)行星。由于正在进行的微透镜观测及其扩展应该能够发现宽轨道上的行星,因此我们通过详细的计算和模拟来量化预期结果并比较各种搜索策略的相对优势,为搜索提供了基础。如果类似于我们的行星系统或一些已知的太阳系外系统的行星系统是常见的,那么预测的宽轨道事件的检测率很高,通常在目前恒星明显的单一事件检测率的2-10%范围内。预期的高速率应该允许微透镜观测团队对银河系隆起中行星系统的存在进行重大限制,或者在未来几年内开始详细探测人口。我们还解决了以下问题:(1)通过微透镜发现的行星是否可能存在生命,(2)后续观测的可行性,以了解更多关于行星微透镜的信息,以及(3)由于低质量MACHO导致的任何微透镜信号的恒星星族污染。
1997-11-03 astro-ph
Detecting Planets Through Microlensing
在过去的4年中,已经发现了100多个微透镜事件,其中大多数都朝向银河系隆起。由于朝向突出部的视线穿过盘和突出部本身,朝向突出部的已知恒星作为引力透镜起着主导作用。如果这些恒星周围有行星,那么行星的特征可以被看作是微透镜光变曲线上尖锐的额外峰值。因此,对正在发生的微透镜事件进行频繁、持续的监测,为寻找透镜恒星周围的行星提供了一种强有力的新方法。在这里,我首先回顾一下恒星作为引力透镜的背景。然后,我回顾了可能的观测功能,由于行星的理论工作,并通过微透镜探测行星的概率。然后,我讨论了目前活跃在这一领域的观测计划的状态/战略/结果。
1997-04-17 astro-ph
Quasar-microlensing versus star-microlensing evidence of small-planetary-mass objects as the dominant inner-halo galactic dark matter
我们研究了两种旨在探测银河系暗物质天体的微透镜实验的最新结果,我们认为,缺乏对银河系附近恒星观察到的短周期恒星微透镜事件并不排除Schild 1996年从类星体微透镜中确定的“流氓行星”作为透镜星系的缺失质量,或者是Gibson 1996-2000年新的流体引力理论预测的星系内晕暗物质。我们指出,在非线性吸积级联成星过程中,这种微褐矮星的数密度呈间歇对数正态分布。因此,聚焦于天空的一小部分并假设n_p均匀分布的恒星微透镜搜索会受到欠采样误差的影响。稀疏独立样本的模式小于预期的高度偏斜对数正态分布的平均值。具有较高光学深度的类星体微透镜搜索较少受双折射的影响。我们试图协调的结果,恒星微透镜和类星体微透镜的研究。我们的结论是,恒星微透镜搜索不能排除,甚至不太可能检测到这些对象,所以很容易观察到的类星体微透镜和新理论的预测。
2000-04-26 astro-ph
Gravitational Microlensing: A Tool for Detecting and Characterizing Free-Floating Planets
人们已经提出了各种方法来寻找太阳系外行星。与其他方法相比,微透镜技术在探测类地行星和自由漂浮行星方面具有独特的应用价值。然而,微透镜方法存在严重缺陷,因为无法唯一确定所探测行星的质量。最近,古尔德、高迪和汉介绍了一种观测装置,使人们能够解决地球质量行星的质量简并。该装置需要对已经提出的微透镜行星探测卫星的轨道进行适度调整,并结合地面观测。在本文中,我们表明,一个类似的观测装置也可以用于质量范围从~0.1 M_J到几个木星质量的自由浮动行星的质量测定。如果拟议的观测装置得以实现,未来的透镜巡天将在研究地球质量和自由浮动行星方面发挥重要作用,这些行星是以前没有探测过的行星群。
2003-11-18 astro-ph
Direct Detection of Giant Close-In Planets Around the Source Stars of Caustic-Crossing Microlensing Events
我们提出了一种直接的方法来检测在银河系的凸起附近的巨行星绕恒星。这种方法使用了由监测凸起的调查小组发现的焦散交叉二元微透镜事件来测量围绕源星运行的行星发出的光。当这颗行星穿过焦散线时,它比源星更放大;它的光比木星大小的行星放大了两个数量级。如果这颗行星是一颗靠近恒星的巨星,它可能足够明亮,使恒星的光变曲线发生重大偏差。这种偏差的检测需要使用10米级望远镜在焦散后几个小时内对微透镜光变曲线进行密集监测。这是迄今为止提出的唯一一种直接探测太阳附近恒星周围近距离行星的方法。
2000-04-06 astro-ph
Planetary Microlensing at High Magnification
本文介绍了在集群计算机上进行的行星微透镜的高放大率模拟。发现三分之二的行星扰动发生在相对于微透镜光变曲线峰值的时间间隔[-0.5t_FWHM,0.5t_FWHM]内,其中t_FWHM通常约为14小时。这意味着,只有这部分光变曲线需要集中监测行星,这是一个非常重要的实际优势。几乎所有的行星探测在高放大率的事件将不涉及焦散交叉。我们讨论了在高放大率微透镜事件中确定行星参数所涉及的问题。如果地球质量的行星的轨道半径在1.5 - 2.5天文单位之间,那么用1米级的望远镜就可以探测到。巨大的行星可以在更大的区域内被探测到。对于多行星系统,在一定条件下,各个行星的扰动可以分离。源星的大小需要独立确定,但源星上的斑点很可能是可以忽略的,就像行星运动在事件中的影响一样。
2002-05-20 astro-ph
Gravitational microlensing of planets: the influence of planetary phase and caustic orientation
最近的研究表明,对引力微透镜事件的详细监测可以揭示围绕微透镜源星运行的行星的存在。随着在银河系膨胀和麦哲伦星云探测行星的潜力,这样的探测大大增加了体积超过行星可以发现。本文扩展了这些原始的研究,考虑行星相位的影响,由此产生的微透镜光变曲线的形式。研究发现,新月状的光源可以比均匀照明的圆盘进行更大的放大,这种模型通常用于研究此类行星。事实上,这样的圆形对称模型被发现遭受最小程度的放大时,相比于新月形模型。放大的程度也是行星相对于微透镜焦散的方向的一个很强的函数。放大率变化的形式也很大程度上取决于行星相位和焦散线扫过的方向,这为行星系统的几何形状提供了进一步的线索。由于从行星反射的光量也取决于其相位,因此探测极端新月状行星需要30米级望远镜的出现,而行星在更温和相位的光变曲线可以用今天的10米望远镜确定。
2001-02-14 astro-ph
The Microlensing Planet Finder: Completing the Census of Extrasolar Planets in the Milky Way
微透镜行星探测器(MPF)是一项拟议中的发现任务,它将完成对太阳系外行星的首次普查,对我们太阳系中的行星具有敏感性。MPF将采用1.1米口径的望远镜,它可以成像1.3平方米。°的在近红外视野,以探测太阳系外行星的引力微透镜效应。MPF的灵敏度可以延伸到0.1地球质量的行星,MPF可以探测到从0.7AU到无穷大的所有类地行星。MPF的太阳系外行星普查将提供了解类似于我们自己的太阳系外行星系统的形成和频率所需的关键信息。
2004-09-09 astro-ph
The PLANET microlensing campaign: Implications for planets around galactic disk and bulge stars
通过对银河系凸起微透镜事件的全天候监测,PLANET实验限制了丰度,并可以发现银河系盘和凸起恒星周围的行星,质量低至地球。直到1999年的数据显示,只有不到1/3的M矮星被木星质量的伴星环绕,其轨道半径在1到4天文单位之间。目前微透镜警报的速度允许每年探测15-25个木星和1-3个地球。
2003-09-23 astro-ph
Microlensing Searches for Extrasolar Planets: Current Status and Future Prospects
我回顾了太阳系外行星微透镜搜索的结果和未来前景。几个合作项目对采样良好的微透镜光变曲线的分析表明,目前的搜索对与银河系凸起的M-矮星几乎没有AU分离的质量为1000的行星很敏感。然而,到目前为止,还没有明确的行星探测。详细的分析表明,这个零结果意味着在银河系核球中,小于33%的典型恒星(即M矮星)有质量为木星的伴星,伴星的距离在1.5到4天文单位之间,小于45%的伴星有质量为木星的伴星,伴星的距离在1到7天文单位之间。最近每年警报数量的急剧增加将允许正在进行的微透镜搜索在几年内探测百分之几的伴随分数。
2002-09-30 astro-ph
Microlensing Detections of Moons of Exoplanets
研究了类地卫星绕冰巨行星运行时微透镜信号的特征。由此,我们发现,当行星-月球距离接近或大于行星的爱因斯坦半径时,会出现不可忽略的卫星信号。我们发现,卫星信号不减少与行星的爱因斯坦半径以外的行星,不像行星信号消失时,行星位于远远超出爱因斯坦半径的恒星的行星-月亮分离的增加。我们还发现,卫星信号往往有相同的符号的行星信号。除了行星的影响外,这些倾向是由恒星对月球的透镜效应造成的。我们确定卫星分离的微透镜技术是优化的卫星探测的范围。通过将投影希尔半径的角度平均值设为上限,将下限设为行星爱因斯坦半径的一半,我们发现微透镜方法对与行星分离的卫星敏感,对于行星质量为1000的行星,投影距离为$0.05 {\rm AU} \lesssim d_{\rm p} \lesssim 0.24 {\rm AU}$,对于土星质量的行星,投影距离为$0.03 {\rm AU}\lesssim d_{\rm p} \lesssim 0.17 {\rm AU}$,对于天王星质量的行星,投影距离为$0.01 {\rm AU} \lesssim d_{\rm p} \lesssim 0.08 {\rm AU}$。我们比较了微透镜和凌日技术探测的卫星的特征
2008-05-17 astro-ph
Properties of Planetary Caustics in Gravitational Microlensing
虽然行星微透镜中焦散线的一些性质已经被人们所知,但我们对它们的理解大多是基于数值方法的分散信息。行星焦散线是行星微透镜的两组焦散线之一,它位于远离中心恒星的位置,本文对行星焦散线的性质进行了全面的分析。在微扰近似下,我们推导出行星焦散线的位置、大小和形状的解析表达式,作为恒星-行星分离和行星/恒星质量比的函数。基于这些表达式,结合那些中央焦散,这是另一套焦散位于靠近中央恒星,我们比较行星和中央焦散之间的异同。给出了两种焦散线尺寸比的表达式以及两种焦散线合并的条件。这些解析表达式将有助于理解行星透镜行为对行星参数的依赖性,从而有助于解释行星透镜信号
2005-10-07 astro-ph
Microlensing Sensitivity to Earth-mass Planets in the Habitable Zone
微透镜是能够探测太阳系外行星的最有力的方法之一,建议今后进行高监测频率的天基调查,以探测大量地球质量的行星。在本文中,我们将研究未来微透镜巡天对位于宜居带的地球质量行星的敏感性。为此,我们估计地球质量的行星,将位于其母星的宜居带的比例进行详细的模拟微透镜事件的基础上的物理和动力学分布和质量函数的银河系物质的标准模型。从这次调查中,我们发现,在总的可探测的地球质量的行星调查,那些位于宜居带将包括不到1%,即使在不太保守的定义下的宜居带。我们发现灵敏度低的主要原因是,在大多数情况下,微透镜行星探测效率达到最大(透镜区)时的预计恒星-行星间距远大于宜居带的中值。我们发现,宜居带的中值半径与透镜带的平均半径之比大致表示为$d_{\rm HZ}/r_{\rm E}\sim 0.2(m/0.5 M_\odot)^{1/2}$。
2006-01-31 astro-ph
Planet Parameters in Microlensing Events
行星微透镜事件发生时,一颗行星扰动了点质量微透镜事件中产生的两个图像之一,导致偏离标准的Paczybroski曲线。从行星微透镜事件中提取的两个物理参数,即行星/恒星质量比q和恒星爱因斯坦环单位行星/恒星间距$y_p$的确定受到几种简并的阻碍。行星事件有两种截然不同的性质不同的类别:主要和次要的图像扰动。对于主要的影像扰动,q中有一个潜在的破坏性连续简并,其量级为$δ_d^{-1}$,其中$δ_d$是行星扰动的最大分数偏差。由于预期检测阈值为$δ_d \sim 5%$,因此q的这种简并性可以是$\sim 20$的因子。对于较小的图像扰动,q中的连续简并相当不严重,并且通常小于因子4。我们表明,这些简并可以解决的意见,从专门的望远镜在几个大洲一起从这些网站之一的光学/红外测光。还存在一类离散简并。这些通常很容易解决,因为行星事件的时间覆盖范围很好。对行星微透镜现象的非负解释需要解决这两种类型的简并。我们详细描述的退化,并指定的情况下,他们是有问题的。我们还描述了如何测量单个行星的质量和物理投影分离。
1996-10-16 astro-ph
Characterization of Gravitational Microlensing Planetary Host Stars
揭示太阳系外行星存在的引力微透镜光变曲线通常产生行星-恒星质量比和爱因斯坦环半径单位的分离。微透镜方法不需要探测来自行星主恒星的光。这使得探测到围绕非常微弱的恒星运行的行星成为可能,但也使得将行星-恒星质量比转换为行星质量的值变得困难。我们表明,在许多情况下,透镜星很容易检测到高分辨率的天基后续观测在一个单一的通带。当透镜星被探测到时,透镜-光源的相对自行也可以被测量,这使得行星和它的主星的质量可以被确定,恒星-行星的距离可以被转换成物理单位。多个通带中的观测提供了冗余信息,这些信息可用于确认这种解释。对于最近发现的超级地球行星,OGLE-2005-BLG-169 Lb,我们表明,透镜星肯定会被哈勃太空望远镜(HST)观测到,除非它是一个恒星遗迹。最后,我们表明,大多数行星检测到的天基微透镜调查可能会轨道的主机恒星,将被检测到,并通过相同的调查。
2007-03-08 astro-ph
Binary events and extragalactic planets in pixel microlensing
像素微透镜,即未被解析的恒星的引力微透镜,可以用来探索遥远的恒星系统,作为奖励,它可能能够探测到河外行星。在这些研究中,具有多个高放大倍率峰的二元透镜事件是至关重要的。仅考虑这些事件表现出焦散交叉,我们估计的分数的二进制事件在几个例子像素微透镜调查,并比较它们的分数的二进制事件在一个经典的调查解决恒星。我们发现一个相当大的增强像素微透镜调查中的二进制事件的相对速率,相对于调查与解决的来源。我们计算的比率分布的二元事件相对于焦散交叉之间的时间。我们考虑可能的调查M31与地面望远镜和M87与HST和NGST。对于后者,每天拍摄一幅图像的像素微透镜调查可以观察到每月十几个二元事件。
2001-05-29 astro-ph
Planetary Microlensing: Present Status and Long-term Goals
大规模引力微透镜计划大约在十年前开始,作为在银河系中寻找致密重子暗物质的一种手段,但在第一次事件被探测到之前,这项技术也被提议作为探测银河系中太阳系外行星的一种手段。目前的微透镜行星搜索已经进行了四年,对木星质量的行星很敏感,这些行星距离它们的母恒星银河系几到几个天文单位。在两年内,应该有足够的数据来描述或有意义地限制大质量行星在这个参数空间范围内的频率,很好地补充了径向速度搜索提供的关于较小轨道半径行星的信息。原则上,这项技术可以推广到更小的行星质量,但前提是能够以更高的精度和时间采样来监测大量微弱的微透镜源。Paranal上的VST,以及VLT的光谱跟踪,可能是这样一个雄心勃勃的计划的理想仪器。
1999-07-14 astro-ph
Searching for Unseen Planets via Occultation and Microlensing
掩星和微透镜现象在历史上是有联系的。本世纪初,月球对太阳的掩星使人们可以测量投射到太阳边缘附近的背景恒星的视位置,并将其与六个月后太阳不再影响到地球的光路时的位置进行比较。恒星位置的测量位移与广义相对论预测的掩星期间太阳引力场的透镜效应一致。这一系列讲座探讨了使用掩星和微透镜来发现和表征围绕遥远恒星运行的看不见的行星的原理,可能性和挑战。这两种技术在它们提供的关于行星系统的信息和它们最敏感的系统参数范围方面是互补的。虽然挑战很大,但微透镜和掩星都可能为发现像地球一样小的太阳系外行星提供途径。
1998-11-17 astro-ph
Detecting Earth-Mass Planets with Gravitational Microlensing
我们表明,地球质量的行星轨道恒星在银河系的磁盘和凸起可以检测到通过监测微透镜恒星在银河系的凸起。这颗恒星和它的行星就像一个双星透镜,产生的光变曲线可能与恒星本身的光变曲线有很大的不同。我们表明,当光变曲线计算中包含实际的源星尺寸时,对于小至地球质量的行星质量,行星信号仍然可以检测到。如果这些行星位于“透镜区”,则可以探测到它们,“透镜区”的中心距离透镜星1到4 AU,距离约为2倍。如果我们要求与标准点透镜微透镜光变曲线的最小偏差为4%,那么我们发现,在透镜区中超过2%的$\mearth$行星和10%的$10\mearth$行星可以被探测到。如果三分之一的透镜没有行星,三分之一有$1\mearth$行星,剩下的三分之一有$10\mearth$行星,那么我们估计,一个积极的地面微透镜行星搜索计划每年可以找到一个地球质量的行星和六个$10\mearth$行星。
1996-03-30 astro-ph
Uncovering galactic and extragalactic planets by gravitational microlensing
由于微透镜的行星探测效率在1至10天文单位的轨道半径范围内达到最大值,因此微透镜对银河系甚至河外恒星周围的行星系统具有独特的灵敏度,这些行星系统在观测到的背景恒星上充当透镜,特别是可以探测到宜居带中的类地行星。在1995-1999年的PLANET数据中没有行星信号,这意味着只有不到1/3的银河系M-矮星在1.5到4 AU的轨道半径上拥有木星。如果有一小部分f_p的恒星被行星环绕,PLANET每年可探测到15- 25个f_p的木星和2-3个f_p的地球,天基探测可探测到1200个f_p的木星和30个f_p的地球,北方微透镜网可探测到15-35个f_p的木星和4-10个f_p的土星。
2003-12-08 astro-ph
Planetary Microlensing from the MACHO Project
我们提出了两个微透镜事件的光变曲线,这两个微透镜事件可能是由于透镜的质量与木星的质量相似。虽然在这些情况下,微透镜项目的调查数据不足以确定行星质量透镜的识别,但GMAN和PLANET等微透镜后续网络的观测应该能够确定在不久的将来可能发生的类似事件的行星性质。
1996-12-21 astro-ph
On the Feasibility of Detecting Satellites of Extrasolar Planets via Microlensing
虽然已经提出了许多探测太阳系外行星的方法,并且其中一些方法的成功实施使得探测太阳系外行星的数量迅速增加,但很少讨论探测太阳系外行星周围卫星的方法。在本文中,我们测试了通过微透镜探测系外行星卫星的可行性。为了这个目的,我们调查的放大模式附近的行星引起的扰动区域的卫星的效果进行现实模拟的银河系隆起微透镜事件。从这次调查中,我们发现,虽然卫星往往可以导致放大模式的变化,检测卫星信号的透镜光变曲线将是非常困难的,因为严重的有限源效应严重涂抹了,即使是涉及的事件与源星小的角半径。
2002-07-17 astro-ph
MPS on the Hunt for Planets
朝向银河系隆起的行星系统可以通过微透镜测量来探测。微透镜行星搜索技术有一些独特的优点:可以从地面探测到低质量行星;可以对银河系的行星系统进行无偏采样;每个事件完成的时间尺度相对较短。潜在的低多重点透镜的不模糊性是一个不可或缺的元素,允许强大的解释的事件。我们在微透镜事件中发现了第一颗环双星行星,编号为ESTO-97-BLG-41。我们已经在一个非常高放大率的事件中发现了一颗低质量行星(地球质量与海王星质量之比很少)的证据。我们强调在南半球的仪器网络的微透镜行星的连贯搜索的必要性。该网络还可以对SN 1a和GRB的后续观测起到至关重要的作用,这些观测与微透镜行星共享瞬态以及我们寻求起源的线索。
1999-09-27 astro-ph
Microlensing Constraints on the Frequency of Jupiter Mass Planets
微透镜是唯一可能的技术,在未来5年内,以限制频率的闪烁类似物。PLANET合作已经监测了近100个微透镜事件,其中20多个对木星质量的伴星对主透镜造成的扰动敏感。目前还没有发现这类行星的明显特征。这些零结果表明,木星质量的行星与1.5-3天文单位的分离出现在不到1/3的系统中。类似的限制也适用于质量在1-4 AU之间的3木星行星。
2000-04-19 astro-ph
Comparison of the Two Followup Observation Strategies for Gravitational Microlensing Planet Searches
利用微透镜探测行星有两种不同的跟踪观测策略。一个是检测光变曲线异常影响的行星焦散从连续监测的所有事件检测微透镜调查计划(I型策略),另一个是检测附近的峰值放大的中心焦散影响的高放大事件(II型策略)的密集监测。Griest和Safizadeh的研究表明,第二类策略在每个事件中产生了很高的行星探测效率。然而,目前还不知道这种策略的行星检测率可以占总检测率的很大一部分。在本文中,我们估计的相对行星探测率预期下的两个后续观测策略。根据这一估计,我们发现第二类战略下的比率很大,将包括$\sim 1/4$ -占总比率的1/2。我们还发现,相比第一型策略,第二型策略是更有效地检测行星位于透镜区以外。我们确定的第二类策略的最佳监测频率是$\sim 20$次/夜,这可以很容易地实现目前的微透镜后续计划,即使是一个单一的望远镜。
2000-08-22 astro-ph
A Jovian-mass Planet in Microlensing Event OGLE-2005-BLG-071
我们报告了在微透镜事件OGLE-2005-BLG-071中发现的主透镜星的几个木星质量的行星伴星。在事件峰值处的精确(<1%)测光产生极高的信噪比,检测与孤立透镜预期的光变曲线的偏差。从光变曲线的总体特征中,可以很容易地、明确地辨别出这种偏离的行星性质。详细的模型计算得到一个严格约束的行星-恒星质量比q=m_p/M=0.0071+/-0.0003。这是第二次用微透镜探测到行星,证明了这项技术本身是可行的,而且在微透镜探测的系统中,行星并不罕见,微透镜通常位于银河系中心几千秒差距的地方。
2005-06-20 astro-ph
The Detection of Terrestrial Planets via Gravitational Microlensing: Space vs. Ground-based Surveys
我比较了一个积极的基于地面的引力微透镜调查类地行星的天基调查。地面调查假设一个非常宽的视场~ 2米的望远镜的全球网络,监测银河系中央隆起的领域。我发现,这样一个基于太空的调查是100倍更有效地检测类地轨道上的类地行星。地面巡天对低质量行星的敏感性较差,主要是因为在银河系隆起的地面图像中无法分辨主序星。这就导致了系统测光误差,排除了大部分低质量行星的行星光变曲线偏差的检测。
2004-04-05 astro-ph
Microlensing and the Search for Extraterrestrial Life
微透镜搜索有可能发现有生命的行星吗?鉴于我们目前的知识水平,这是一个很难回答的问题。因此,我们首先提出一个更狭隘的问题:通过微透镜发现的行星上的条件可能与我们在地球上经历的情况相似吗?在本文中,我将微透镜观测与著名的“金发姑娘问题”(类地行星上的条件需要“恰到好处”)联系起来,发现通过微透镜发现的类地行星很可能绕着比太阳更明亮的恒星运行。这意味着来自行星系统中心恒星的光可能贡献了相对于透镜恒星的基线通量的很大一部分。这种来自透镜的光与来自透镜源的光的混合原则上会限制我们检测这些事件的能力。然而,这并不是一个重大问题。混合的第二个结果是有机会确定透镜星的透镜光谱类型的光谱类型。这种情况,加上有限源尺寸效应很重要的可能性,意味着一些有意义的后续观测很可能是通过微透镜发现的类地行星子集。此外,计算表明,对行星密度和表面重力的合理要求意味着类地行星的质量可能在地球质量的$\sim 15$倍之内。
1998-08-24 astro-ph
The Galactic Exoplanet Survey Telescope: A Proposed Space-Based Microlensing Survey for Terrestrial Extra-Solar Planets
我们提出了一个基于空间的银河系外行星巡天望远镜(GEST)的概念设计,该望远镜将使用引力微透镜技术来探测质量与火星一样低的太阳系外行星,其距离>~ 1 AU。微透镜效应的数据将由一个衍射受限的宽视场成像望远镜收集,该望远镜的孔径约为1.5米,配备了一个大型的红色优化CCD探测器阵列。这样的系统将能够以20-30分钟的间隔监测在银河系膨胀的$\sim 6$平方度内的$\sim 2\times 10^8$恒星,并将在三个膨胀季节观测$\sim 12000$微透镜事件。如果像我们这样的行星系统很常见,GEST应该能够在2.5年的寿命内探测到$\sim 5000$行星。如果像木星和土星这样的气体巨星是罕见的,那么GEST将在2.5年的任务中探测到$\sim 1300$行星,如果我们假设大多数行星系统都是由海王星质量的行星主导的话。这样的任务还将发现地球质量或更小的$\sim 100$行星,如果这种行星很常见的话。这是$\sim 50$的一个因素,优于已经提出的最雄心勃勃的地基计划。GEST还将对与其母星分离的行星敏感。
2000-03-08 astro-ph
Search for Extra-Solar Planets Through Monitoring Microlensing Events from Antarctica
在南半球可以看到银河系隆起的几个月里,通常在任何给定的时间都有大约8到10个正在进行的微透镜事件。如果透镜恒星周围有行星,那么行星的特征可以被看作是微透镜光变曲线上尖锐的额外峰值。如果每个透镜星周围都有一个木星,那么检测到额外尖峰的概率是10%。因此,连续和频繁的监测正在进行的微透镜事件,采样间隔为几个小时,提供了一个强大的新方法来搜索透镜恒星周围的行星。这种监测方案目前正在使用一个由1米级望远镜组成的网络进行,这些望远镜位于南半球适当间隔的地点(例如,通过PLANET合作)。然而,在这段时间内,从南极都可以看到银河系的隆起,因此在南极安装一台自动望远镜就可以有效地执行监测计划。在一个3个月的季节里,用一个1米的望远镜可以监测到多达20个事件,这可能导致探测到两个行星信号。该望远镜还可以用于其他几个涉及微透镜和恒星变化的研究项目。
1997-11-26 astro-ph
Planet Detection via Microlensing
微透镜是研究银河系中围绕典型(随机)恒星运行的太阳系外行星的统计频率的最有前途的方法,即使是距离地球几千秒差距的行星。透镜区对应的轨道间隔是地球-太阳距离(AU)的几倍-这与我们太阳系中的许多行星很好地匹配-并且检测的概率是行星质量的一个相当弱的函数。因此微透镜是径向速度和天体测量技术的完美补充,可以详细研究附近质量更大、轨道间隔更小的行星。本报告是欧洲南方天文台(ESO)太阳系外行星探测工作组最终报告的附录C,其中载有向ESO提出的关于设计太阳系外行星领域竞争战略的建议。报告全文可从欧洲南方天文台获得,见SPG-VLTI-97/002号文件。
1997-09-26 astro-ph
Properties of Microlensing Light Curve Anomalies Induced by Multiple Planets
在本文中,我们表明,由多个行星引起的微透镜光变曲线异常的图案很好地描述了由单个行星系统的叠加,其中单个行星-初级双星对作为独立的透镜系统。由于各个行星的行星焦散线周围的外部偏离区域通常发生在不同的位置,我们发现这些区域中的异常模式几乎不受其他行星的存在的影响。这意味着即使事件是由多行星系统引起的,一个简单的单行星透镜模型也足以描述由外偏差区的源通道引起的大多数异常。探测由两颗以上行星引起的源轨道通过两个外偏离区所产生的异常,将为探测多行星提供一条新的途径。
2001-07-27 astro-ph
Simulation of a Space-Based Microlensing Survey for Terrestrial Extra-Solar Planets
我们表明,在不久的将来,对太阳系外行星进行天基引力微透镜调查是可行的,并且可以提供我们银河系行星系统特性的近乎完整的图片。我们用一个1- 2米口径的空间望远镜模拟了这样的巡天,它的视场为2平方度,用于连续监测~10^8颗银河核球主序星。微透镜技术可以发现高信噪比的低质量行星,而我们研究的太空任务对质量低至火星的行星很敏感。通过瞄准只能从太空分辨的主序星源星,天基微透镜巡天能够从透镜星探测到足够的光,以确定三分之一的透镜星的光谱类型,其中包括几乎所有的F、G和K星,它们构成了事件样本的四分之一。这使得能够确定行星的质量和物理单位的分离,以及作为恒星类型和距离银河系中心的函数的行星丰度。我们表明,基于太空的微透镜行星搜索计划对轨道间距为0.7-10 AU的行星具有最高的灵敏度,但它在更大的间距下也具有显着的灵敏度,并且能够检测到大量自由漂浮的行星。这是对计划中的类地行星过境飞行任务的补充,这些飞行任务对距离小于等于1天文单位的类地行星敏感。这样的任务还通过凌日探测到约50,000颗巨行星,因此它是唯一一种对所有轨道半径的行星都敏感的行星探测方法。
2002-02-01 astro-ph
Probing the Spatial Distribution of Extrasolar Planets with Gravitational Microlensing
根据目前的微透镜行星搜索策略,即监测恒星质量透镜引起的事件,只有位于与中心恒星分离的狭窄区域内的行星才能被有效探测到。然而,随着监测频率的急剧增加,可以检测到另外两个自由漂浮和宽轨道行星的种群。在本文中,我们研究了由宽轨道行星引起的事件的透镜特性,并发现这些事件中很大一部分的光变曲线将显示出中心恒星的特征,使人们能够将它们与自由浮动行星引起的事件区分开来。由于主星与行星的质量比很大,中心恒星的影响持续到相当大的分离。我们发现,对于一颗质量为1000亿光年的行星,中心恒星的特征可以被检测到,与最佳拟合的单透镜光变曲线的分数偏差> 5%,超过80%的事件是由距离< 10 AU的束缚行星引起的,并且对于距离高达20 AU的行星,这种可能性仍然很大。因此,探测这些事件的大样本将提供有关太阳系外行星围绕其中心恒星分布的有用信息。正确估计宽轨道行星引起的事件与自由浮动行星引起的事件的概率对于正确确定自由浮动行星的频率非常重要,因为自由浮动行星的微透镜样本将受到宽轨道行星的污染。
2003-03-14 astro-ph
Planetary microlensing signals from the orbital motion of the source star around the common barycentre
通过几次探测,引力微透镜技术已被证明有助于研究在银河系距离内绕恒星运行的行星,甚至可以应用于探测邻近星系中的行星。到目前为止,通过微透镜探测行星被认为是由于光线弯曲的变化以及由行星围绕前景透镜星引起的放大。然而,与地球绕太阳公转所引起的年度视差效应完全类似,源星绕着与轨道行星共同的质心运动也会导致微透镜光变曲线的可观测偏差,这可以为看不见的伴星提供证据。我们详细讨论了这种效应,并研究了微透镜观测通过这种替代检测渠道揭示行星的前景。考虑到透镜和源星之间的小距离是有利的,并且这种效应几乎与源星的距离无关,即使它们的主星位于银河系之外,行星仍然可以被探测到,并且有足够好的测光(超过现在的技术)。从蒙特卡罗模拟合成的光变曲线中,我们发现这种探测的机会并不多,而且实际上只限于最大质量的行星(至少在目前的观测装置中),但它们足够大,有可能已经观测到一个或另一个信号。然而,它可能仍然无法确定这颗行星是否真的围绕着源星或透镜星运行,这让我们不仅在它的位置上,而且在它的属性上都有模糊性。
2008-10-21 astro-ph
Detecting Earth-Like Extra-Solar Planets from Antarctica by Gravitational Microlensing
类地太阳系外行星可以用1- 2米级的望远镜利用引力微透镜技术探测到。基本要求是能够对银河系隆起进行连续观测。在南极洲的Dome A或Dome C安装一台望远镜将是非常合适的。这里描述了两种可能的观察策略。一个采用1米可见光(V和I通带)望远镜,另一个采用2米宽视场近红外望远镜。这两台望远镜都可以在几年内粗略测量银河系中类地行星的丰度。还可以对恒星大气进行有用的测量。
2005-08-29 astro-ph
An anomaly detector with immediate feedback to hunt for planets of Earth mass and below by microlensing
OGLE 2005-BLG-390 Lb是第一颗冷岩石/冰系外行星,它的发现令人印象深刻地证明了微透镜技术对10 M地球以下太阳系外行星的敏感性。在同一地点的1 M地球行星将提供幅度约为3%和持续时间约为12小时的可检测偏差。早期发现偏差可能会触发更高的采样频率,这将有助于在这种情况下发现一颗地球质量的行星。在这里,我们描述了一个自动化的异常检测器,嵌入到eSTAR系统中,从形成RoboNet-1.0网络的机器人望远镜提供的即时反馈中获益。它在2007年的微透镜观测季节投入使用。作为我们关于行星探测最佳策略的讨论的一部分,我们对集中在高度放大的事件上是否有希望以及在等于爱因斯坦角半径的“共振”角间距中的行星是否最容易被发现给出了一些新的认识。鉴于亚海王星质量的行星可以被认为是常见的周围的主机恒星探测微透镜(优先选择M-和K-矮星),通过200万台望远镜组成的网络可以监测到更多的事件,并且由于优化的策略而提高了对小于5 M地球的行星的探测效率,这使得当前微透镜运动的共同努力有了一个公平的机会来探测地球质量的行星(从地面)在COROT或开普勒任务之前。引力微透镜的探测极限甚至延伸到0.1 M地球以下,但从目前的活动来看,这类行星不太可能被探测到。然而,这些都将在利用宽视场望远镜网络或天基望远镜进行高节奏监测的范围内。
2007-06-18 astro-ph
The PLANET microlensing follow-up network: Results and prospects for the detection of extra-solar planets
在寻找太阳系外行星的各种技术中,微透镜具有一些独特的特点。与所有其他有利于附近物体的方法相反,微透镜对距离恒星几千秒差距的行星很敏感。这些恒星充当引力透镜,导致观测到的光源恒星变亮。被检测是否存在行星的透镜星本身通常是看不到的。最大的灵敏度是在1-10天文单位的轨道分离的行星,提供了一个非常有趣的范围内,关于我们自己的太阳系,特别是木星的位置的看法。木星质量的行星的微透镜信号通常会持续几天。这意味着行星通过在其准瞬时位置产生短信号来揭示其存在,因此可以在不需要观察轨道周期的很大一部分的情况下检测行星。依靠几个观测组发出的微透镜警报,这些观测组观测了银河系隆起中的约10^7颗恒星,PLANET(探测透镜异常网络)对正在进行的微透镜事件进行精确和频繁的测量,以检测单个点状物体产生的光变曲线的偏差。这些测量可以限制行星的丰度。从1995年至1999年的42个采样事件中,我们推断在银河系核球中只有不到1/3的M矮星有木星质量的伴星,距离母星的距离在1到4天文单位之间,只有不到45%的M矮星有3木星质量的伴星,距离母星的距离在1到7天文单位之间。
2001-10-29 astro-ph
Microlensing Zone of Planets Detectable through the Channel of High-Magnification Events
微透镜区指的是行星与恒星之间的距离,在这个距离内探测到行星信号的概率很高。它的传统定义为主透镜的$\sim 0.6$和1.6爱因斯坦半径之间的范围,是基于行星引起的主焦散应位于主透镜的爱因斯坦环内的标准。然而,目前的行星透镜搜索集中在高放大率的事件,以检测由另一个焦散总是位于爱因斯坦环非常接近主透镜(恒星焦散),因此需要一个新的定义的透镜区引起的扰动。在本文中,我们确定这个透镜区。通过应用一个标准,可检测的行星应该产生信号$\geq 5%$,我们发现,新的透镜区不同的行星/恒星的质量比不同的固定范围的经典区的质量比。对于行星/恒星质量比为$q\sim 3\times 10^{-4}$的行星,透镜区相当于经典区,对于较重的行星,透镜区会变得更宽。对于一颗质量为1000亿光年的行星,透镜区的范围是0.25到3.9爱因斯坦半径,对应于一个典型的银河系事件的物理范围在$\sim 0.5$ AU和7.4 AU之间。巨行星中心摄动的透镜区较宽,这意味着微透镜方法为探测由多颗冰巨行星组成的行星系统提供了重要工具。
2008-08-22 astro-ph
Interpreting microlensing signal in QSO 2237+0305: Stars or planets?
多重成像,引力透镜类星体,类星体2237+0305,一直是最近的光学监测活动的主题,其光变曲线显示不相关的变化归因于引力微透镜的质量在前景星系。基于这些光变曲线,有人声称主要的微透镜群体必须是自由浮动的类抛物体的群体;这样的结论并不新鲜,在文献中有几个类似的说法。然而,从历史上看,这种结论是有缺陷的,对在显著光学深度处出现的复杂焦散网络的解释是不正确的。本文研究了这一最近的说法,说明它也是有缺陷的。
2005-05-18 astro-ph
Gravitational Microlensing Evidence for a Planet Orbiting a Binary Star System
太阳系外行星系统的研究是近年来随着太阳系外行星的发现而兴起的观测天文学新学科。大多数这些太阳系外行星的性质是行星系统形成理论工作所没有预料到的。在这里,我们报告的观测和光变曲线建模的引力微透镜事件ESTO-97-BLG-41,这表明透镜系统包括一个行星轨道的双星系统。根据这个模型,双星系统的质量比为3.8:1,恒星最有可能是一颗晚K矮星和一颗M矮星,距离约为1.8 AU。一颗质量约为木星3倍的行星以约7天文单位的距离绕着这个系统运行。如果我们对这个光变曲线的解释是正确的,它代表了第一次发现一颗围绕双星系统运行的行星,以及第一次通过引力微透镜技术探测到一颗木星行星。这表明巨行星可能在短周期双星系统中很常见。
1999-11-04 astro-ph
PLANET II: A Microlensing and Transit Search for Extrasolar Planets
由于它们的光度与它们所环绕的恒星相比非常小,我们太阳系以外的行星非常难以直接用可见光探测到。然而,对遥远恒星进行仔细的光度监测,可以通过它们引起的微透镜或日食效应揭示系外行星的存在。国际PLANET协作组织正在利用世界各地的一批半专用望远镜进行这种监测。他们的结果限制了银河系中最典型的恒星中绕1- 7 AU轨道运行的气体巨星的数量。该计划的升级是“系外行星发现空间”的开放区域--朝向更小的质量和更大的轨道半径--多普勒速度技术无法到达。
2002-11-06 astro-ph
Planetary Microlensing Perturbations: True Planets or Binary Sources?
行星微透镜事件的特征是对标准Paczyplaski曲线的短暂扰动。行星扰动通常持续几小时到一天,并且具有标准曲线的最大振幅$\dmax$,即$5-20%$。存在一个双星源事件的子集,可以复制这些主要特征,从而伪装成行星事件。这些事件需要一个具有小通量比$\epsil \sim 10^{-2}-10^{-4}$的双星源,以及一个小的较暗源的碰撞参量$β_2 \lsim \epsil / \dmax$。这类事件的探测概率是$\sim β_2$,并且可以高达$\sim 30%$ ;这与行星探测率相当。因此,类行星扰动的样本可能被双星源事件严重污染,并且存在这样的可能性,即对于任何给定的扰动,都将导出完全无意义的物理参数。在这里,我推导出解析表达式的极端流量比限制的二元源事件,并使用这些来证明二元源和行星扰动之间的基本简并。我描述了如何可以打破密集和准确的采样的扰动,光学/红外测光,或光谱测量的简并性。
1997-06-26 astro-ph
Analysis of Microlensing Light Curves Induced by Multiple-Planet Systems
为了通过提高效率来最大限度地增加行星探测的数量,目前的微透镜跟踪观测实验正集中在高放大率事件上,以寻找透镜光变曲线峰值附近的行星引起的扰动。据了解,通过监测高放大率事件,有可能探测到行星系统的多重特征。然而,据认为,由于中心区域放大模式的复杂性,加上模拟多行星系统所需的大量透镜参数,对信号的解释和对探测到的多行星系统的定性将是困难的。在本文中,我们证明了在许多情况下,由多个行星引起的中心行星扰动可以很好地近似为单个行星扰动的叠加,其中单个行星-主对作为独立的二元透镜系统(二元叠加)。双星叠加近似的有效性意味着多行星引起的扰动的分析可以大大简化,因为单个行星组件产生的异常可以通过使用相对简单得多的单行星分析来单独研究,从而可以更好地描述这些系统。
2005-03-31 astro-ph
Finite Source Effects in Microlensing Events
利用Stoke定理的推广,可以将任意引力透镜对有限源放大率的计算从二维积分简化为一维积分。对于一个由行星系统透镜的大光源,其行星位于两个图像之一在没有行星的情况下的位置,积分可以解析地完成。如果行星位于主像(未受扰)的位置,那么多余的通量与孤立行星的相同。如果行星位于副像上,就没有多余的通量。
1996-06-17 astro-ph