天文光譜高精度波長定標技術研究進展（特邀）

劉桐君，葉慧琪，唐靚，郝志博，韓建，翟洋，肖東

（1 中國科學院國家天文臺南京天文光學技術研究所，南京 210042）（2 中國科學院天文光學技術重點實驗室（南京天文光學技術研究所），南京 210042）（3 中國科學院大學，北京 100049）

0 引言

類地系外行星的探測和研究是目前天文界最關注的焦點之一。目前基于不同技術原理已開發出微透鏡［1，2］，凌日搜索［3，4］，直接成像［5，6］，多普勒視向速度法等一系列方法，其中基于多普勒效應的視向速度法適用范圍廣泛，是系外行星探索的重要技術［7］。1995年使用該技術發現了一顆圍繞太陽類型恒星運行的系外行星［8］，即著名的51 Peg b，該發現也在2019年獲得諾貝爾物理學獎。這開啟了質量為地球質量100 倍及以上的巨大行星密集發現的時代［9］（已發現的系外行星可查詢http：//exoplanet.eu/catalog/）。多普勒視向速度法通過測量恒星光譜的多普勒頻率移動計算恒星在觀察方向上的速度分量，并通過視向速度的大小與變化周期來確定是否有環繞恒星運行的行星。恒星的視向速度大小及變化周期受自身質量和環繞行星的質量、行星運行軌道、觀測方向等參數的影響。20 世紀80年代到90年代，視向速度的測量精度為3 m/s～15 m/s，這種精度的測量只能發現質量遠大于地球的系外行星。探測類地行星的視向速度測量精度需要進一步提高，以地球圍繞太陽運行帶來的太陽視向速度作為參考，類地行星的探測預估需要9 cm/s［10］左右的測量精度并保持一年以上。而一些其他應用如通過視向速度法直接測量宇宙的膨脹甚至需要更高的1 cm/s的測量精度［11］。……