【摘 要】
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太阳系外行星（简称系外行星）的探测与刻画是近三十年来最热门的天文学领域之一。自从1995年第一颗围绕类太阳恒星的系外行星被发现后,系外行星的形成、演化、宜居性等一直是天文学家们关注的研究课题。行星作为生命存在唯一已知的载体,其宜居性受其距宿主恒星的距离（是否位于主星宜居带）、行星类型与物理特性（是否为类地行星）等属性的影响。此外,行星所受宿主恒星的辐射也是对类地行星宜居性有重要影响的因素之一。因此
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太阳系外行星（简称系外行星）的探测与刻画是近三十年来最热门的天文学领域之一。自从1995年第一颗围绕类太阳恒星的系外行星被发现后,系外行星的形成、演化、宜居性等一直是天文学家们关注的研究课题。行星作为生命存在唯一已知的载体,其宜居性受其距宿主恒星的距离（是否位于主星宜居带）、行星类型与物理特性（是否为类地行星）等属性的影响。此外,行星所受宿主恒星的辐射也是对类地行星宜居性有重要影响的因素之一。因此,研究主星的长期辐射变化与瞬时爆发对行星宜居性研究具有重要意义。本文通过测光研究恒星爆发性瞬变现象,即恒星耀发现象（stellar flare,也称恒星耀斑）,探寻恒星耀发在光学波段的规律,为未来行星宜居性研究做准备。恒星耀发作为无法预测的天文现象,大视场、长基线测光观测是扩大观测样本并进行统计研究的重要手段。Kepler空间项目在发现了4000多颗系外行星的同时,也为恒星耀发研究提供了大量高精度时序观测的样本。但由于Kepler大部分数据观测间隔较长（30分钟）,并不利于耀发的精细刻画。自2015年起,本课题组参与南极天文观测,利用南极冰穹A优异观测条件和极夜优势,开展了中国南极系外行星观测项目（CHinese Exoplanet Survey Pro-gram from Antarctica,以下简称CHESPA）。本文利用CHESPA项目中CSTAR望远镜2008年的观测数据及AST3-II望远镜2016年观测数据,结合AAT望远镜2015年的视向速度数据,开展了恒星耀发探测与刻画、系外行星候选体证认的工作。取得的主要创新结果如下:在第二章中,根据CSTAR数据的特点,开发了一套可靠的耀发探测方法。使用该方法,在13个耀发源上探测到了15次恒星耀发现象,其中2个耀发源为已知的变星,包括1个已知的X射线活跃发射体。在恒星耀发属性方面,首次定义了用来描述恒星耀发能量注入与释放时间比的恒星耀发倾斜度参数κ,发现了耀发总持续时间和耀发的下降时间之间的一个线性关系,以此得到这15次耀发现象κ的典型值为3.67。对发生在2MASS J174728.65-884609.43上的复合耀发现象进行了细致地拟合,解析出了主耀发和两个次级耀发的具体参数。在第三章中,基于AST3-II望远镜数据开发了一套更全面、且具有自适应性的恒星耀发探测方法。使用该方法,在AST3-II望远镜2016年观测数据中探测到了20次可靠的恒星耀发现象。也将第二章所用耀发模型推广到所有探测到的恒星耀发上,通过细致拟合找出了恒星耀发时真实的峰值所在。利用拟合的结果,计算了所有耀发现象的持续时长、振幅、能量、倾斜度等参数。相比于第二章的工作,通过更精确地定义耀发起始时间、结束时间以及耀发峰值,将倾斜度参数κ更新为3.0。而结合Gaia望远镜所给出的准确距离参数,计算得出所有耀发事件的i波段能量,其最小值为1034尔格;最大值则达到1038尔格。同时,还发现巨星耀发平均能量显著大于矮星耀发,其中1例的能量足以永久性摧毁周围可能存在的系外行星的大气层。在第四章中,将CSTAR望远镜2008年测光数据与澳大利亚AAT望远镜2015年的视向速度数据结合,对CSTAR候选体中高置信度的CEC-8进行了视向速度——测光联合拟合。拟合结果显示,CEC-8 b很有可能为一颗膨胀的热木星,密度仅为木星的10%。通过与NASA系外行星数据库中超过500颗已知密度的系外行星比较,CEC-8 b的密度为最小的10颗之一。而通过与已知膨胀热木星比较,认为CEC-8 b也具有良好的大气透射谱研究价值。最后在第五章中,对博士期间进行的所有工作进行简要的总结,并对未来的研究课题进行展望。
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