Los métodos de detección de planetas extrasolares

La noticia del descubrimiento de planetas alrededor de otras estrellas en nuestra galaxia aparece cada vez más común, y muchas personas pueden estar interesados ​​en dos preguntas: ¿por qué, con todo el desarrollo de la astronomía, el descubrimiento del primer exoplaneta confirmado fue sólo en 1991? ¿Y por qué, de hecho, que el número de planetas descubiertos superó mil - planetas extrasolares similares a la nuestra, entre ellos algunas piezas
? A pesar de que el número de exoplanetas abiertas, la gran mayoría de ellos no puede ser visto ni siquiera existen las mejores telescopio en el momento. La razón es que el mundo es increíblemente objetos débiles - luz que emiten pueden ser de millones y miles de millones de veces menos luz que vienen de sus estrellas. Y si los planetas tienen grandes tamaños y están cerca de sus estrellas (la llamada "Júpiter calientes"), la radiación de ellos sigue siendo mil veces más pequeño. Pero es casi imposible ver en el hecho de que se necesita una resolución angular increíble -. En los telescopios modernos que sólo se funden con sus estrellas
Pero de alguna manera se encuentran? De hecho, hay varios métodos indirectos que son capaces de detectar planetas extrasolares, la mayoría de ellos se basan en la detección del efecto del planeta en su estrella.





Programar detección de planetas de datos (indicado por la relación de las flores abiertas sobre los métodos de los planetas). El salto en 2014 - el efecto de procesar telescopio espacial "Kepler" (la parte verde - es el método de tránsito, que disfrutó)
.
Artículo el primer descubrimiento de exoplanetas confirmados se publicó en 1991, aunque algunos no se confirman en el momento de descubrimientos se han hecho más de tres años antes. Abre fue el púlsar (una estrella de neutrones con un campo magnético), y había razones:

Radio púlsares de trabajo (el método de pulsaciones periódicas)




El concepto de un sistema planetario en el pulsar PSR B1257 + 12

El descubrimiento de la propia púlsar es una historia muy interesante, pero en este caso estamos interesados ​​en su observación. Tienen una señal de frecuencia extremadamente precisa que disminuye lentamente debido a la radiación asociada con su rotación. Los planetas orbitando estrellas, e inevitablemente causa cambios leves de su estrella, y esto a su vez - cambios periódicos en la frecuencia del púlsar que no puede ser explicado por cualquier otra razón. Este principio incluso antenas direccionales no se requiere - bastante registrar con precisión la frecuencia y la fuerza de la señal de la estrella de neutrones. La señal de radio viaja a través de la atmósfera es buena, y para este tipo de estudios es suficiente telescopios terrestres.
Ventajas: no depende de la distancia al observador, equipo bastante simple (para los estándares de la astronomía)
Desventajas: puede detectar sólo los planetas que orbitan alrededor de la observación en paralelo (o cerca de ellos); estrellas de neutrones en el número total de pequeña, menos aún entre ellos los púlsares, por lo que el número total de estrellas abiertas de este método es baja.

Método Doppler




El espectro de absorción de hidrógeno (la parte principal de la mayoría de estrellas)

La principal forma de estudiar las estrellas - un análisis espectral de la luz al cambiar el tipo de un tipo de estrella, pero tiene parámetros generales - como la banda de absorción de hidrógeno y helio, que son la mayoría en cualquier estrella. Estas líneas negras estrechas en el espectro de la radiación de la estrella no depende de sus propiedades, y son constantes para todo el universo. Y si ellos son desplazados de sus posiciones tradicionales - esto significa que la estrella se está moviendo hacia nosotros (el cambio a la región violeta del espectro) o nosotros (el cambio en la región roja del espectro)
. Si la estrella tiene un sistema planetario - que se encuentra en un lugar con un planeta (s) gira en torno a un centro común de gravedad, y un planeta (s) de tal manera como si la estrella de "swing". A partir de aquí y limitaciones - también pulmones del planeta no afectar el movimiento de sus estrellas, y en general los radios del tratamiento - y el efecto de la rotación de un planeta se está ahogando en el ruido de las estrellas **
. * Ventajas: no depende de la distancia a la observación, una condición suficiente es la capacidad de acumular la luz para el análisis espectral en un tiempo razonable
. Desventajas: puede detectar sólo los planetas que orbitan alrededor de la observación en paralelo (o cerca de ellos); Tiene un límite en la relación de la masa del / masa del planeta estrella **.

El método de tránsito




Cambie la luminosidad de la estrella Kepler-6 a partir de la transmisión de su disco exoplaneta Kepler-6 ter (el telescopio, "Kepler»)

Basándose en el hecho de que el planeta gira, pasa por delante de su estrella parcialmente de cerrarlo. El tamaño del planeta es mucho más pequeño que sus estrellas -. Para la Tierra, la cifra de alrededor de 10 000 de exoplanetas pueden diferir por una orden de una manera grande (para los planetas del tamaño de Júpiter) y hacia abajo (grandes planetas en enanas blancas)
En el momento en que es el más "fructífera" por el número de planetas descubiertos, en su mayoría -. Por el telescopio espacial "Kepler", que trabajó con este método
Ventajas: depende de la magnitud aparente - de la estrella más brillante tiene un gran rango de detección; puede detectar un planeta con un período de varios años (en principio, limitado sólo por el período de observación - para confirmar el descubrimiento del planeta, es necesario fijar el paso del planeta en un disco estelar al menos dos veces)
. Desventajas: pueden detectar planetas que giren en paralelo al observador y probados en el disco estelar de su estrella (el ángulo es mucho menor que el método Doppler); Tiene un límite en la relación del diámetro del diámetro de la estrella / del planeta **.


Técnica Astrometric



Influencia del planeta que gira sobre su
estrella
Al igual que el método Doppler se basa en el movimiento de las estrellas bajo la influencia de girar alrededor del mundo. Excede la complejidad de las anteriores, ya que hay que determinar las estrellas de desplazamiento de menor importancia en el cielo (el centro de masa de un sistema planetario a menudo es "dentro" de la propia estrella), a pesar de que el desplazamiento de la rotación de la Tierra alrededor del Sol, que se utiliza para medir la paralaje de estrellas permite ninguna precisión sólo se mide la distancia , las estrellas en nuestra galaxia.
Ventajas: pueden detectar planetas que están lejos de sus estrellas; junto con la observación directa puede detectar planetas órbita de rotación perpendicular al observador. ***
Desventajas: pueden detectar planetas que orbitan observador perpendicular (o cerca de ellos); Range está limitada por la capacidad de detectar la rotación angular de la estrella.

El método de
microlente gravitacional


El método se basa en el hecho de que la luz es desviada por la gravedad, y si en el camino entre nosotros y alguna otra estrella será la protagonista con un sistema planetario, que recogerá la luz de una estrella distante como una enorme lente. Inicialmente se propuso este método para buscar agujeros negros - que no pueden ser detectados por la observación directa, si un negro caídas agujero de cantidades significativas de la sustancia, o si el agujero negro se encuentra en la última etapa de evaporación (que los agujeros negros se formaron por el colapso de estrellas muy largo proceso - la cuenta va en decenas de miles de millones de años). Ahora, este método se utiliza principalmente para buscar rastros de materia oscura, pero también le permite al mismo tiempo abierto y el planeta.
Que este método fue descubierto el más lejano exoplaneta conocido actualmente -. OGLE-2005-BLG-390L, donde OGLE significa "óptica experimento lente gravitacional en»
Ventajas: permite abrir el mundo en estrellas muy débiles hacia abajo a los planetas individuales, se encontraron muy lejos de la estrella
. Desventajas: como el método de tránsito, requiere una alineación precisa de los tres cuerpos en una línea - una estrella distante - una estrella con un sistema planetario - la Tierra, y por esta razón no permite abrir un número significativo de planetas
.

Observación directa


Directo Foto exoplanetas b HD95086, realizado con la ayuda del telescopio terrestre con óptica adaptativa del VLT



Foto planetario HR sistema de 8799, hizo 5, 1 metro Hale telescopio Palomar obseravtorii, aunque no es de las más grandes en el momento, pero permite un pozo para evaluar los problemas que están asociados con el estudio directo de los planetas - son apenas visibles en el ruido de fondo de la sustancia el ruido del sistema estrella de llenado e invirtió la atmósfera de la Tierra.

El método en sí habla por sí mismo. Para ponerlo en práctica en el foco del telescopio se coloca un pequeño disco oscurece la propia estrella, convirtiéndose así en planetas visibles que rodean esta estrella. Si resulta lo suficientemente bien como para aislar la luz proveniente del planeta mismo, a continuación, adjuntar al conocimiento de la luz proveniente de la estrella misma (lo que cae sobre la superficie del planeta), se puede juzgar el material que compone este planeta. Otros métodos que nos permita juzgar la composición del planeta de manera indirecta, por su densidad y tienen una alta precisión de las predicciones.
Ventajas de brillantez para determinar la relación de la albedo / área de la superficie iluminada, en el análisis espectral -. Composición de la atmósfera y la superficie (los otros métodos no permiten medir estos parámetros)
Desventajas: Requiere telescopios más grandes que los otros métodos (para observar el telescopio requerida "ve" una estrella de varias magnitudes menos); para cerca de sus planetas luminarias limitación se convierte en la resolución (que se resuelve mediante el uso de telescopios separados), telescopios terrestres para dirigir la búsqueda de planetas es aún más de un problema que para el espacio (en parte resuelto por la óptica adaptativa).

Como puede verse en esta descripción - nadie método no permite detectar cualquier órbitas de cualquier planeta (a excepción del método de observación directa, si usted tiene un telescopio, tamaño prácticamente infinito, por supuesto). Cada método complementa al otro, más que eso - que suelen ser compartidos para determinar dichos parámetros que definen un único método no haría. Diga tránsito y el método Doppler permite medir el área y la masa del planeta, respectivamente, y estos parámetros -. La densidad y la fuerza de gravedad de este planeta



La lista de planetas potencialmente habitables de la Universidad de Puerto Rico en la ciudad de Arecibo (Universidad de Puerto Rico en Arecibo)

Por el momento no sabemos nada del planeta 31 se encuentra en la zona habitable, todos ellos tienen una masa cerca de la Tierra, o más de lo mismo. Esta es sólo la imperfección de nuestra tecnología - un objeto pesado se puede ver desde grandes distancias que la luz. Con la mejora de nuestra tecnología comenzará el descubrimiento de planetas similares a la Tierra en tamaño, o menos que en los sistemas planetarios existentes alrededor de estrellas cercanas, y que todavía no ha encontrado sus planetas. En este planeta pesado no se detendrá apertura - una zona de detección se trasladará
.
Ahora muchos de los mayores telescopios utilizados para la búsqueda de planetas extrasolares (junto con otras investigaciones, por supuesto), debido al crecimiento constante de la complejidad de la investigación astronómica hoy muchos telescopios se utilizan juntos para proporcionar los beneficios de la interferencia - estos son el Observatorio Keck en Hawai, mucho más Telescope (VLT) del Observatorio Paranal en Chile y el Gran Telescopio Binocular (LBT) en Arizona.
El primero especializado para este fin fue el telescopio espacial "Kepler" y dio su fruto especialidad - tres años de su trabajo que ha permitido abrir más de un millar de planetas, y sus datos se siguen utilizando para el descubrimiento de planetas más de dos años. ¿Quién puede formar una cierta "break", cuando todos los datos serán tratados por Kepler, y su sucesor - «Tess» será lanzado sólo en 2017 y no se abre un gran número de exoplanetas telescopios existentes
. Un avance significativo en esto, y muchas otras áreas de la astronomía con el lanzamiento previsto del telescopio espacial "James Webb", prevista para finales de 2018 año. No está destinado exclusivamente a los efectos de la búsqueda de planetas extrasolares, y se pondrá en marcha para reemplazar el "Hubble" - pero va a haber suficientes oportunidades de progreso significativo en la búsqueda de planetas extrasolares en general, y los planetas como la Tierra, en particular
. Los futuros grandes telescopios - gigante Magelanov Telescope (GMT), Telescopio de Treinta Metros (TMT) y el Telescopio Europeo Extremadamente Grande (E-ELT) será acorde con las posibilidades, "James Webb" y E-ELT - casi toda su sobrepasan. Los dos últimos del telescopio será construido cerca del VLT y el Observatorio Keck, respectivamente, esto se debe a las condiciones favorables para las observaciones que son difíciles de conseguir en algunos otros lugares. Estos telescopios se abrirá un montón de nuevos exoplanetas, pero lo más importante - ampliar el soporte inferior de su descubrimiento, el cual se encuentra un planeta mucho más similares a la Tierra y los planetas mucho más pequeños que el nuestro, hasta el descubrimiento de planetas extrasolares tienen lunas
.
* La evaluación de las ventajas y desventajas de los métodos basados ​​en el total del método, altamente telescopios especializados pueden ser "afilados" bajo un cierto método, y no ser capaz de utilizar algunos otros métodos hacen.

** Las dificultades técnicas en esta área está casi resuelto, y nos encontramos con un "techo teórico" de estos métodos - los problemas asociados con el hecho de que las estrellas no son entidades estáticas, que son una especie de "respirar", dice nuestro sol se ha pronunciado 11 ciclo de años, y varios períodos de más y de menos de esto, que no tienen dicha constancia. Es estas fluctuaciones interfieren con las mediciones - en algún momento, el nivel de señal de relación / ruido se hace tan pequeño que el efecto de la rotación del planeta se convierte en imposible aislar, con arbitrariamente buen telescopio
.
*** Paralelo y perpendicular a las órbitas de los planetas se muestran en las deficiencias debido al hecho de que esencialmente limitan el número de posibles órbitas, que puede detectar el planeta a menos del 50%. La ventaja - debido al hecho de que las órbitas de planetas perpendiculares al observador son capaces de detectar sólo dos métodos de todos
.
Para los artículos usados ​​fotos wikipedia.org y sitio inciso JPL de la NASA , dedicado al tema. Y lista de planetas potencialmente habitables de la Universidad de Puerto Rico en la ciudad de Arecibo.

Fuente: geektimes.ru/post/263018/

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