業餘天文學家在自家發現系外行星

業餘天文學家 Paul Benni 和麻省理工學院研究員 Artem Burdanov 於美國天文學會線上會議報告發現 3 顆新天體，包含一顆熱木星、一顆棕矮星和一顆黯淡的雙星系統。更令人訝異的是，他們並非藉助大型天文台，而是在 Benni 家的院子發現的。

這項工作始於幾年前，Burdanov 與俄羅斯烏拉爾聯邦大學的同事進行一項實驗調查，最初稱為 Kourovka 行星搜索（KPS）。他們透過尋找系外行星穿越恆星前方時造成的亮度下降得知行星的存在，就像 NASA 克卜勒和 TESS 太空望遠鏡一樣，不過 Burdanov 將目標鎖定其他計畫未觀測的天區，也就是銀河系盤面。

自 2013 年以來，Benni 一直在波士頓附近家中協助 KPS 團隊後續觀察。當 Burdanov 到比利時列日大學時，Benni 繼續進行計畫，現在計畫改稱為銀河系盤面系外行星調查計畫（Galactic Plane eXoplanet，GPX），GPX 觀測系統是由口徑 279 公釐的 Celestron RASA 廣域測量望遠鏡和 FLI ML16200 相機組成，並使用 Burdanov 自己開發的增強型影像處理軟體。

▲ 兩人的觀測工作就在 Benni 家院子進行。

為了搜尋擠滿星星的銀河盤面，GPX 捨棄廣視野換取高解析度。GPX 系統的解析度約每畫素 2 角秒，而克卜勒和 TESS 太空望遠鏡解析度分別為每畫素 4 角秒和 20 角秒。Benni 解釋說：「其他觀測計畫往往避開銀河盤面，因恆星太擁擠，影像往往融在一起。」Benni 補充：「這種權衡也讓我們將注意力集中在 11~15 等恆星，試圖從影像再捕捉其他人錯過的東西。」

他們首次發現是在 2015 年，當時兩人仍在測試原型 Kourovka 設備。研究小組將望遠鏡對準大熊座附近隨機選擇的小區域，累積 115 小時觀測數據後，發現正在遮掩母恆星星光的熱木星 KPS-1b。KPS-1b 質量和半徑都與木星相似，約每 1.7 天環繞母恆星（亮度 13 等）運行。有了前面的成功經驗，他們再利用改良的 GPX 裝置，並在 2016 年發現第二次掩星事件。GPX-1b 是顆棕矮星，質量是木星 20 倍，繞著一顆亮度 12 等、質量略大於太陽的恆星。值得注意的是 TESS 曾拍過同一天區，然而因 GPX-1 與一顆亮度 9 等的恆星相距不到 1 角分，讓 TESS 錯過了這顆棕矮星。

▲ 右邊是 TESS 拍的影像。

他們目前最新發現來自 2018 年收集的觀測數據：GPX-TF16E-48 是一對總亮度 15 等的雙星，包含一顆白矮星和一顆 K 型主序星，互繞週期約 7.1 小時。由於從地球看軌道面與視線方向大致平行，恰好是一對食雙星，但由於亮度減弱時間僅 10 分鐘，因此很難發現。後續觀察發現，這顆白矮星可能正從伴星吸出氣體，並可能約 900 萬年內變成新星。

GPX 展現了專業天文學家和業餘天文學家使用市售觀測設備合作的潛力，甚至能發現世界一流儀器也漏掉的天體。