In antiquity, all of the enduring celestial bodies that were seen to move relative to the background sky of stars were considered planets. During the Copernican revolution, this definition was altered to objects orbiting around the Sun, removing the Sun and Moon but adding the Earth to the list of known planets. The concept of planet is thus not simply a question of nature, origin, composition, mass or size, but historically a concept related to the motion of one body around the other, in a hierarchical configuration.
After discussion within the IAU Commission F2 "Exoplanets and the Solar System", the criterion of the star-planet mass ratio has been introduced in the definition of the term "exoplanet", thereby requiring the hierarchical structure seen in our Solar System for an object to be referred to as an exoplanet. Additionally, the planetary mass objects orbiting brown dwarfs, provided they follow the mass ratio criterion, are now considered as exoplanets. Therefore, the current working definition of an exoplanet, as amended in August 2018 by IAU Commission F2 "Exoplanets and the Solar System", reads as follows:
- Objects with true masses below the limiting mass for thermonuclear fusion of deuterium (currently calculated to be 13 Jupiter masses for objects of solar metallicity) that orbit stars, brown dwarfs or stellar remnants and that have a mass ratio with the central object below the $L_4$/$L_5$ instability ($M/M_{\rm central}$$<$$2/(25+\sqrt{621}$)$\approx$1/25) are "planets", no matter how they formed.
- The minimum mass/size required for an extrasolar object to be considered a planet should be the same as that used in our Solar System, which is a mass sufficient both for self-gravity to overcome rigid body forces and for clearing the neighborhood around the object's orbit.
Here we discuss the history and the rationale behind this definition.
Report of the IAU Commission 4 Working Group on Standardizing Access to Ephemerides and File Format Specification
国际天文学联合会第四委员会星历表标准化工作组建议使用航天器和行星核心(SPK)格式作为行星和太阳系其他自然天体位置星历表的标准格式,并使用行星常数核心(PCK)格式确定这些天体的方位。它还建议将其他支持数据存储在文本PCK中。这些格式是由NASA喷气推进实验室(JPL)导航和辅助信息设施开发的SPICE工具包使用的。天体星历计算机械研究所开发的CALCEPH图书馆也能够利用这些文件。符合SPK和PCK格式的文件中提供的高精度星历包括:JPL的Development Ephemerides(DE),IMCCE的Integrateur Numerique Planetaire de l'Observatoire de Paris(INPOP),以及应用天文学研究所(IAA)开发的Ephemerides Planets and the Moon(Ephemerides)。本报告的大部分内容是对这些星历表所需的PCK和SPK格式部分的说明。添加了新的SPK和PCK数据类型,均称为类型20:切比雪夫(仅速度)。对规范的其他更改是(i)坐标时间星历的新对象标识号和(ii)一组三种新数据类型,它们使用TCB而不是TDB时间尺度用于星历,但在其他方面与它们的TDB版本相同。
Cross-Model Validation of Coronagraphic Exposure Time Calculators for the Habitable Worlds Observatory: A Report from the Exoplanet Science Yield sub-Working Group
Classification and Nomenclature of Planets in the Mass-Radius Plane
St. Joseph’s University(圣约瑟夫大学);Christ (Deemed to be University)(基督(认定)大学);M. P. Birla Institute of Fundamental Research(M.P.比尔拉基础研究所);LUNEX EuroMoonMars EuroSpaceHub(LUNEX 欧空月球火星欧洲空间枢纽);University of Latvia(拉脱维亚大学);NoRCEL Institute(诺塞尔研究所)
Habitable Worlds Observatory (HWO): Living Worlds Community Working Group: The Search for Life on Potentially Habitable Exoplanets
NASA Goddard Space Flight Center(美国宇航局戈达德太空飞行中心);NASA Ames Research Center(美国宇航局艾姆斯研究中心);Louisiana State University(路易斯安那州立大学);Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology(加州理工学院喷气推进实验室);University of Washington(华盛顿大学);Purdue University(普渡大学);University of California at Riverside(加利福尼亚大学河滨分校);Arizona State University(亚利桑那州立大学);Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory(约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室);University of Arizona Lunar and Planetary Laboratory(亚利桑那大学月球与行星实验室);Gemini North Observatory(双子座北望远镜);Bard College(巴德学院);University of Oslo(奥斯陆大学)
Possible Observational Survey Strategies to Maximize Exoplanet Yields: A Report from the Survey Strategies Task Group in the Exoplanet Science Yields Working Group
NASA Goddard Space Flight Center(NASA戈达德太空飞行中心);Sellers Exoplanet Environments Collaboration(Sellers系外行星环境合作组织);NASA Ames Research Center(NASA艾姆斯研究中心);Cornell University(康奈尔大学);Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité(巴黎天文台,巴黎文理研究大学,法国国家科学研究中心,索邦大学,巴黎西岱大学);Technische Universität Graz(格拉茨工业大学)
Habitable Worlds Observatory Living Worlds Working Group: Surface Biosignatures on Potentially Habitable Exoplanets
NASA Ames Research Center(美国国家航空航天局艾姆斯研究中心);University of Washington(华盛顿大学);University of Michigan(密歇根大学);NASA Goddard Institute for Space Studies(美国国家航空航天局戈达德太空研究所);Cornell University(康奈尔大学);University of California, Riverside(加州大学河滨分校);University of Bern(伯尔尼大学);Ludwig-Maximilian University of Munich(慕尼黑路德维希-马克西米利安大学);IRSOL, Universita Svizzera italiana(瑞士意大利大学太阳观测研究所);Goddard Space Flight Center(戈达德太空飞行中心);Purdue University(普渡大学);Nagoya University(名古屋大学);University of Rhode Island(罗德岛大学);Northern Arizona University(北亚利桑那大学);University of Central Florida(中佛罗里达大学);Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory(约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室)
Theory of Dispersed Fixed-Delay Interferometry for Radial Velocity Exoplanet Searches
分散固定延迟干涉仪(DFDI)代表了太阳系外行星高精度径向速度(RV)测量的新仪器概念。它结合了迈克耳孙干涉仪和中等分辨率摄谱仪,具有进行多目标调查的潜力,而大多数以前的RV技术仅限于一次观察一个目标。由于需要大量的太阳系外行星样本来更好地了解行星的形成、演化和流行,这种新技术代表了RV太阳系外行星搜索仪器的合理下一步,并已被基特峰国家天文台的单物体系外行星跟踪器(ET)和多物体W。M. Apache Point Observatory的Keck/MARVELS系外行星跟踪器。ET仪器的开发需要对DFDI技术的物理原理有详细的了解。在这里,我们总结了理解该技术所需的基本理论材料,并概述了该仪器工作的物理基础。我们还导出了一些有用的分析公式,可用于估计该技术的各种误差源的水平,例如使用基准参考光谱时的光子散粒噪声,二次光谱的污染(例如,拥挤的光源、光谱双星或月光污染)、残余干涉仪梳和参考串扰误差。在此之后,我们表明,使用传统的气体吸收基准参考DFDI可能会产生显着的系统误差,必须考虑到在所需的精度水平,以检测太阳系外行星。
Catalogue of exoplanets accessible in reflected starlight to the Nancy Grace Roman Space Telescope. A population study and prospects for phase-curve measurements
反射星光测量将为直接成像的系外行星的表征开辟一条新的道路。然而,我们仍然缺乏对适用于这种技术的已知靶点的人群研究。在这里,我们调查的约4300个系外行星的日期确认是访问罗马太空望远镜的日冕(CGI)在反射星光在参考波长$λ$ =575,730和825 nm。我们进行了人口研究,也解决了相位曲线测量的前景。我们使用NASA系外行星档案作为行星和恒星属性的参考,并通过应用统计参数探索其不确定性对系外行星可探测性的影响。我们根据仪器的内外工作角及其最小行星-恒星距离(IWA,OWA,$C_{min}$)来定义行星。对于这些技术规格,我们采用了三种合理的配置,分别标记为悲观、中间和乐观。我们对每颗系外行星的关键输出是它被罗马人接近的概率($P_{access}$),可观测相位角的范围,平衡温度的演变,每个轨道可接近的天数及其过境概率。在乐观的情况下,我们发现了26个罗马人可以接近的系外行星,其$P_{access}$ >25%,其宿主恒星的亮度超过$V$ =7等。这个种群偏向于比木星质量更大的行星,但也包括超级地球τ Cet e和f,它们的轨道靠近恒星的宜居带。共有13颗行星是多行星系统的一部分,其中3颗有已知的凌日伴星,为同时表征提供了机会。中间和悲观的情况分别产生10个和3个罗马人可访问的系外行星。我们发现,倾斜估计(如天体测量)是改善可探测性前景的关键。
Large Interferometer For Exoplanets (LIFE). X. Detectability of currently known exoplanets and synergies with future IR/O/UV reflected-starlight imaging missions
Analysis of Angular-Differential Post-Processing Algorithms for Exoplanet Direct Detection with a Photonic Lantern Nuller
California Institute of Technology(加州理工学院);University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);Leiden Observatory(莱顿天文台);University of California, Los Angeles(加州大学洛杉矶分校)
A comprehensive spectroscopic reference of the solar system and its application to exoplanet direct imaging
NASA Goddard Space Flight Center(美国宇航局戈达德太空飞行中心);Southeastern Universities Research Association (SURA)(东南大学研究协会);Centre for Planetary Habitability, Department of Geosciences, University of Oslo(奥斯陆大学地球科学系行星宜居性中心);American University(美国大学);Oak Ridge Associated Universities (ORAU), NPP Program(橡树岭联合大学国家博士后培养项目)
行星形成成像仪(PFI)是一个近红外和中红外干涉仪项目,其驱动科学目标是直接成像行星形成的关键阶段,包括年轻的原行星本身。在这里,我们将介绍科学工作组(SWG)工作的最新情况,包括在行星形成的组装阶段对尘埃结构的新模拟,以及作为质量和年龄函数的吸积和非吸积年轻系外行星的定量检测效率。我们使用这些结果来激励两个参考PFI设计,包括a)12个3米望远镜,最大基线为1.2公里,专注于年轻的系外行星成像,b)12个8米望远镜,优化了更广泛的年轻系外行星和原行星盘成像到150 K H2O冰线。ESO/VLTI配备了4x 8米的望远镜,原则上已经可以探测到年轻的系外行星,而MATISSE、Hi-5和Heimdallr等项目是重要的PFI探路者。我们还讨论了使PFI更负担得起的技术发展状况,包括廉价,小视场,大孔径望远镜的新设计的进展和基于立方体卫星的空间干涉测量的前景。
Paving the Road to the Habitable Worlds Observatory with High-Resolution Imaging I: New and Archival Speckle Observations of Potential HWO Target Stars
NASA Ames Research Center(美国国家航空航天局艾姆斯研究中心);NASA Exoplanet Science Institute, IPAC, California Institute of Technology(加州理工学院IPAC NASA系外行星科学研究所);Mount Holyoke College(芒特霍利奥克学院);Bay Area Environmental Research Institute(湾区环境研究所);NSF NOIRLab(美国国家光学红外天文研究实验室);International Gemini Observatory/ NSF NOIRLab(国际双子星观测台/美国国家光学红外天文研究实验室);Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology(加州理工学院喷气推进实验室);Institute for Astronomy, University of Hawai’i(夏威夷大学天体物理研究所);NASA Goddard Space Flight Center(美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心)
Prospects of detecting the polarimetric signature of the Earth-mass planet alpha Centauri B b with SPHERE / ZIMPOL
在过去的五年里,径向速度和凌日技术揭示了一个新的类地行星群,其质量只有几个地球质量。它们围绕主星的轨道非常接近,需要一个精致的内部工作角度才能在直接成像中被检测到,这对在可见光范围内工作的直接成像仪(如SPHERE / ZIMPOL)提出了挑战。在所有已知的小于25个地球质量的系外行星中,我们首先预测了直接成像的最佳候选者。然后,我们的主要目标是提供最好的仪器设置和观测策略,以检测这样一个特殊的对象与ZIMPOL。作为第二步,我们的目标是预测其探测率。利用系外行星的径向速度测量,偏振模型和衍射传播代码CAOS的约束下的属性,我们估计的探测灵敏度ZIMPOL这样的行星在不同的观测模式的仪器。我们展示了如何优化观察策略,以获得对特定目标的最佳检测性能。在我们目前对系外行星系统的了解中,半人马座α B b是ZIMPOL最有希望的目标,其质量小于25个地球。由于有气体瑞利散射的大气层和良好的倾角,这颗行星可以在大约4小时的观测时间内被发现,使用I波段的四象限相位掩模日冕仪。然而,如果半人马座α B b显示出与我们的月球相似的不利的偏振和反射特性,那么它比ZIMPOL的最佳灵敏度要暗50倍左右。Alpha Centauri B是SPHERE的主要目标。如果行星的偏振特性是有利的,专门针对径向速度检测的行星进行专门的深度观测可以导致检测。