天体的遮掩是比较常见的天文现象,是天体与观测者之间一种特殊的几何构型.这种现象能够反映天体的运动状态和动力学信息,而且已经在太阳系外行星领域和双星领域取得巨大成功.长久以来,太阳系行星的精确排列一直令天文学家十分着迷,并以此建立了行星形成理论.但直到近二十年,太阳系外行星才进入人们的视野.如果行星在视线方向遮掩恒星,会发生凌星现象,所以凌星现象可以示踪行星的存在.凌星观测的凌星中心时刻变化,是多行星动力学扰动的结果,可用以确认行星质量.类似地,如果双星在视线方向相互遮掩,会发生掩食现象,掩食双星对恒星的形成和演化也具有重要的研究价值.基于掩食观测的掩星中心时刻变化,可能是伴星扰动双星的结果,因此可用以确认聚星系统.本书从理论和观测两方面分别介绍了行星凌星和掩食双星的研究进展,并详细阐述了作者证认系外行星和掩食双星的相关工作.本书第一章介绍了凌星相关的理论推导.考虑简单的二体问题,通过选取合适的坐标系,可以建立简洁的凌星运动学方程.如果对凌星的物理模型适当简化,能够得到理想的凌星光变曲线.如果系统内不止一颗凌星行星,问题变成多体遮掩.考虑两颗行星凌星,行星的相互摄动会导致凌星中心时刻变化.如果两行星近一阶共振,可以对摄动函数进行合理展开,推导出包含轨道偏心率和扰动行星质量的摄动分析解.这是天体力学方法在凌星问题上的成功应用.第二章介绍了系外行星的观测进展.视向速度和凌星法已经给出几千颗系.外行星,样本的扩充有利于分析系外行星参数的统计特征.本章回答了系外行星出现率如何,总结了已知系外行星的轨道构型,特别是轨道半长径和轨道偏心率的分布.此外,本章还讨论了同一系统中行星的参数特征和凌星中心时刻变化.作为补充,最后简要介绍了双星系统中的行星,并对Kepler环双星行星系统进行了归纳.第三章介绍了我们证认Kepler行星的过程.通过Kepler太空望远镜1350天观测数据的凌星中心时刻变化分析,我们确认了 4个多行星系统的8颗系外行星.对这些系统我们分别进行了较为详细的研究,包括根据凌星光变曲线拟合行星质量,根据行星密度推测行星的组成成分,根据位置构型分析系统的稳定性,与Kepler其他近共振行星进行比较,等等.第四章介绍了掩食双星的理论模型和观测进展.洛希模型考虑了恒星的几何形变和物质交流,是解释掩食双星光变曲线的重要模型,决定了哪些物理和几何参数可以由掩食双星光变曲线获得.观测进展则着眼于近二十年的大视场巡天项目,涵盖了变星巡天、透镜事件监测和系外行星搜寻,并以ASAS、MACHO、OGLE和Kepler项目为例分别进行了说明.第五章介绍了我们搜寻CSTAR掩食双星的过程.我们一共证认了 53个掩食双星系统,包括24个不接食双星、8个半接食双星、18个相接食双星和3个椭球变星.我们求解了掩食双星的轨道和物理参数,并分析了这些参数的统计特征.根据掩星中心时刻变化,还发现两个系统可能存在第三体,以及多个系统可能存在较大的恒星黑子.最后一章简要总结了作者关于行星凌星和双星掩食的工作成果,阐述了凌星和掩食观测的现状和发展前景.中国正在开展一些与系外行星和掩食双星相关的观测项目,如南极巡天望远镜(AST-3)和新疆的时域巡天望远镜(TDST)等,必将获得大量的观测数据.本书介绍的相关理论和方法,以及进行相关工作时发展出的一套光变曲线分析流程,能够为这些数据的分析和处理提供有力的保障,因此具有重要的应用价值.