北方高精度徑向速度行星搜尋器

北方高精度徑向速度行星搜尋器（又稱高精度徑向速度行星搜尋器，High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher，縮寫為HARPS）是歐洲南方天文台（European Southern Observatory，ESO） 的一台高解析度階梯光柵光譜儀，設定在位於智利拉西拉天文台（La Silla Observatory）的3.6米望遠鏡內，該系統可觀測到恆星視向速度小於每秒一米的變化（約1m/s）。

基本介紹

• 中文名：北方高精度徑向速度行星搜尋器
• 外文名：High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher, HARPS
• 別稱：高精度徑向速度行星搜尋器

儀器簡介

HARPS是ESO用於測量徑向速度的設備，具有當前可達到的最高精度，該儀器設計用於獲得非常高的長期徑向速度精度（大約1m / s）。為實現這一目標，HARPS被設計為由一對光纖饋送並為機械穩定性最佳化的中階梯光譜儀。它被安置在真空容器中以避免由於溫度和空氣壓力變化導致的光譜漂移。兩個光纖中的一個收集星形光，而第二個用於同時記錄Th-Ar參考光譜或背景天空。

HARPS 偵測最低徑向速度可達到 0.97 m/s (3.5 km/h)，其有效精確度是 30 cm/s，全世界只有 HARPS 和另一個儀器有如此的精確度。這要歸功於它的設計，用釷燈做為參考的光譜來觀測目標，在觀測的同時使用兩個各自獨立的光纖，當儀器放置於一個真空的空間時其具有極高的機械穩定性，且溫度變化控制在 0.01 °C 以內，儀器的準確性和靈敏性會因為釷光譜產生最好的測量。

HARPS 的主要研究者是米歇爾·麥耶(Michel Mayor)，他和戴狄爾·魁若茲、史蒂芬·烏德利(Stéphane Udry)共同使用該儀器觀察Gliese 581系統的特徵，並發現了質量最小的行星格利澤581e和兩顆位於該行星適居帶的超級地球。

項目大事記

1998年5月項目公告

2000年2月項目啟動

2000年7月初步設計審查

2001年3月最終設計審查

2002年12月初步驗收（歐洲）

2003年1月在La Silla安裝

2003年2月調試1

2003年3月第一次徵集建議書

2003年6月調試2

觀測成果

發現類地行星：半人馬座阿爾法星群類地行星

2012年10月17日，歐洲南方天文台宣布他們在半人馬座阿爾法星群中發現了一顆質量與地球相近的行星。這是迄今人類在太陽系外發現的質量最小的行星，並且它也離太陽系最近。這次發現歸功於架設在智利拉西拉天文台的3.6米天文望遠鏡及安裝在上面的“高精度視向速度行星搜尋器”（HARPS）。

每個運動的物體朝著我們的視線方向都有一個速度， 這個速度叫視向速度。 同樣地，恆星也具有朝向或遠離我們的視向速度。如果恆星有相伴的行星圍繞著它運轉，那么由於行星與恆星之間的引力作用，恆星在視向速度上會產生微小的變化。通過探測這種變化，就能推測行星的存在，並計算出它的質量。

HARPS能夠探測到小於每秒1米的視向速度變化， 是極為精確的行星探測方式。 儘管如此，用它來發現一顆行星仍然不是一件容易的事情。科學家們在4年多的時間裡精確判斷和分析HARPS監測到的數據， 發現恆星半人馬座阿爾法B（ 與半人馬座阿爾法星A是一對雙星） 每3.2天就會發生極其微小的引力擾動，這種引力擾動極其輕微，僅引起阿爾法B星每秒位移0.51米，1小時也不過1.8公里。參與項目的科學家稱，他們就是在這種比嬰兒爬動還慢的跡象中找到了一顆行星存在的痕跡。

根據觀測結果，科學家推斷該行星很可能是一顆“類地行星” ——很像地球，具有堅硬的岩石地層。 它繞著呈微紅色、 亮度為太陽一半的半人馬座阿爾法星B運轉，公轉軌道離阿爾法B星僅有644萬公里，公轉周期為3.24天。 它的表面溫度極高，達1200攝氏度，人類顯然無法在上面生存。

發現類地行星：格利澤-163c

一支由國際天文學家組成的研究小組，在位於智利境內的歐洲南方天文台，通過使用高精度視向速度行星搜尋器，對近400個紅矮星進行了研究。天文學家在劍魚座方向距離地球約50光年處，發現了一顆可能適宜生命存在的星球——格利澤-163c。格利澤-163c是圍繞恆星格利澤-163運行的兩顆系外行星之一。這個研究團隊在格利澤-163周圍還發現有第三顆系外行星存在的蹤跡，但還不是很確定。天文學家表示，格利澤-163c的質量是地球的7倍，有可能是一顆岩石星球，或者是一顆氣態矮行星。

發現超級地球

歐洲天文學家已經在我們的太陽系外發現50顆新行星，其中16顆與我們的地球大小類似。這是有史以來天文學家公布的發現這種行星最多的一次。在最新發現的這批行星中，最大的一顆名叫HD85512b，它的質量是地球的3.6倍，位於距離我們大約36光年的船帆座里。這一發現表明，超過半數像我們的太陽的恆星都擁有行星，而且很多行星比土星的質量更小。

HD85512b是其中一顆新行星，它被戲稱為“超級地球”，位於它的恆星系的可居帶里。科學家認為，恆星周圍的這個區域能夠確保液態水存在，這可能是一顆行星是否具有可居性的潛在條件。這一最新發現將在美國懷俄明極端太陽能系統的會議上做詳細介紹，屆時將有350名系外行星專家參與這項會議。該發現是由高精度視向速度行星搜尋器（HARPS）獲得的，它被安裝在智利歐洲南方天文台的11.8英尺（3.6米）口徑的拉息拉望遠鏡上。

發現與地球相似的行星

來自兩個研究團隊的天文學家首次成功測量了一顆與地球大小類似的系外行星的質量——這一次，這顆名為克卜勒-78b的行星只比地球略“胖”一點兒，並圍繞天鵝座的一顆恆星運轉，該星座距離地球約123秒差距（400光年）。這是首次發現與地球如此相似的行星。不過其表面溫度過高，並不宜居。

利用來自裝載於加那利群島國家伽利略天文望遠鏡上的北方高精度徑向速度行星搜尋器（HARPS-N）光譜儀所提供的數據，Pepe及其團隊計算出克卜勒-78b的質量大約是地球質量的1.86倍。