行星系统观测分析与轨道构型的形成机制

The project covers the active area in astronomy and modern celestial mechanics--exoplanet, with contents including: (1) statistical studies of orbital properties in exoplanet systems, based on both the survey data of Chinese AST3 in the Antarctic, and the data from Kepler; (2) accurate determination of the orbital and physical parameters of some important exoplanet systems, which will constrain the formation theory of planetary systems; (3) evolutions of Kuiper Belt Objects and giant planets in the solar system. Based on the observational and theoretical works, we aim to reveal the correlations between the configurations of planetary systems and the stellar mass/metallicity, and to establish theoretical models for the formation of planetary systems (including the solar system) with various orbital configurations, and understand deeply the formation and evolution of both planets and small bodies in the solar system. After the execution of this program, we hope that the detection and theoretical works of exoplanets in China will have considerable international influences, and provide theoretical supports for the ongoing deep space exploration project of the solar system objects in China.

本项目研究国际天文学与天体力学前沿课题-系外行星探测与理论，内容包括：(1)利用我国南极AST3系外行星巡天数据,结合Kepler数据开展行星系统轨道特性的统计研究; (2)利用山东大学威海校区1米望远镜开展重要系外行星系统参数的精确化测定, 构建特殊轨道构型行星系统的形成理论;(3) 深入开展太阳系Kuiper带天体与大行星轨道演化研究. 通过这些观测与理论研究,揭示行星系统轨道构型对主星质量,元素丰度等初始条件的依赖关系,建立形成各种类型系外行星系统(包括太阳系)的理论模型, 并以此深化对太阳系大行星和小天体演化的理解,使我国系外行星探测与理论在国际上有较大的影响,并对我国正在开展的针对太阳系天体的深空探测提供进一步的理论参考.

本项目研究国际天文学与天体力学前沿课题-系外行星探测与理论,内容包括:(1)利用我国南 极AST3系外行星巡天数据,结合Kepler数据开展行星系统轨道特性的统计研究; (2)利用山东大 学威海校区1米望远镜开展重要系外行星系统参数的精确化测定, 构建特殊轨道构型行星系统的形成理论;(3) 深入开展太阳系Kuiper带天体与大行星轨道演化研究. 通过五年的研究，取得的主要成果包括（1）用我国LAMOST望远镜揭示太阳系外行星和太阳系内各种天体（包括小行星，以及卫星系统）的平均偏心率和轨道倾角符合一个简单的线性关系，这说明我们的太阳系并不是特例，而是有一定代表性的；发现一类新的行星族群——热海星， 它们的半径比热木星小，却有和热木星一样的特征。（2）利用南极望远镜发现100多颗系外行星候选体，这是国际上首次在南极探测到系外行星候选体；同时还探测到200多颗变星和双星系统。（3）通过统计分析白矮星红外观测数据，结合数值模拟和理论推导，提出了环白矮星尘埃盘和白矮星大气金属污染的演化模型，揭示了白矮星吞噬其周围残留行星物质的演化规律。（4）研究了海王星特洛伊天体与类冥王星的相互作用，解释了海王星特洛伊天体的高轨道倾角特征；通过分析木星的特洛伊小天体，有助于解决木星特洛伊小天体总质量不能确定的难题。（5）建设南京大学时域天文台，在西藏阿里放置5台口径在18-30公分的小口径大视场望远镜和一台1米口径的望远镜，未来进行系外行星搜寻以及时域天文现象观测。.在项目执行期间共发表和接受发表期刊和会议论文共42篇，专著1部，准备出版教材1部（已校样）；期刊论文中包括Nature Astronomy 1篇，PNAS 2篇，ApJ(S) 11篇，AJ，A&A，MNRAS上17篇。2人次在中国／国际天文会议上作邀请综述报告。研究成果曾获评为2016年度中国天文科技十大进展。项目共培养了7名博士，5名硕士。