凌星系外行星

系外行星是位于太阳系之外并绕其中心恒星运行的行星。由于这些恒星/行星系统距离非常远，并且与恒星相比，行星非常暗弱，因此天文学家搜索系外行星最常用的方法是凌日法。在凌日过程中，系外行星会从恒星和我们的望远镜之间穿过，导致我们从该恒星探测到的光略微变暗。这种变暗可以在光变曲线中被检测到，表现为亮度的微小下降。这种下降的深度、宽度和频率可以用来计算凌日行星的一些关键性质，例如其大小、周期和轨道形状。

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WASP-17b

下面是观测到的凌日系外行星WASP-17b的光变曲线。WASP-17b被称为“热木星”。这意味着它是一个像木星那样的大型、质量巨大的行星，但它靠近其宿主恒星运行，具有非常短的轨道周期。热木星占据了所有已发现的凌日系外行星的很大一部分，因为它们的大小、相应的亮度大幅下降，以及它们频繁的凌日事件使得它们最容易被探测到。这段视频扫过时间（x轴）并根据星等（y轴）调节音调。较低音调代表更暗的星等。在这个视频中，覆盖了大约十二天的时间，可以听到3次凌日，亮度快速下降。这个光变曲线是由NASA的TESS卫星在太空中连续高频率观测的，因此没有季节性的观测间隔，光变曲线与下面的相位曲线没有太大不同。

下一个视频是观测到的凌日系外行星WASP-17b的相位光变曲线。WASP-17b被确定绕其宿主恒星运行的周期为3天17小时。这就是WASP-17b上一年的长度！根据这个轨道周期和其宿主恒星的性质，WASP-17b的质量大约是木星的一半，半径几乎是木星的两倍，因此它是一颗密度非常低的行星。在视频中，您应该会听到两个完整的周期，每个周期包括恒星的基线亮度，以及一个与WASP-17b的凌日相对应的快速亮度下降。视频沿着相位（x轴）扫描，并根据星等（y轴）调节音调。较低的音调代表较暗的星等。

天文学家在凌日期间也可能了解到一些关于系外行星大气的信息。一些来自恒星的光线在凌日期间穿过行星的大气层并被吸收。恒星在凌日和非凌日状态下的光谱之间的差异创造了一个新的行星大气透射光谱，可以通过分析来确定其中的原子和分子元素。大气成分以及轨道大小和恒星温度对于确定系外行星是否能够维持生命非常重要。下面是WASP-17b透射光谱模型的声音化视频，这个模型与实际观测到的透射光谱的颜色非常吻合。这段视频扫过了由光流量或强度测量的亮度（y轴）与波长（x轴）的图，较低的音调代表较弱的光流量。该光谱位于电磁波谱的红外波长范围内，从10000埃到50000埃。红外区域是最容易测量定义成分的某些光谱特征的区域。行星大气中分子的宽而强的吸收带，主要来自水蒸气，导致多个区域的亮度急剧下降。

光谱模型来自于Sing et al. 2016。光变曲线来自于美国国家航空航天局凌日系外行星巡天卫星（TESS）。