Звезды
<<  Колпинские олимпийцы: Чемпионы, участники, восходящие звезды Планеты вокруг других звезд: методы обнаружения и свойства  >>
Методы исследования космических объектов в астрофизике
Методы исследования космических объектов в астрофизике
Методы исследования космических объектов в астрофизике
Методы исследования космических объектов в астрофизике
Методы исследования космических объектов в астрофизике
Методы исследования космических объектов в астрофизике
Методы исследования космических объектов в астрофизике
Методы исследования космических объектов в астрофизике
Методы исследования космических объектов в астрофизике
Методы исследования космических объектов в астрофизике
Методы исследования космических объектов в астрофизике: фотометрия
Методы исследования космических объектов в астрофизике: фотометрия
Методы исследования космических объектов в астрофизике: фотометрия
Методы исследования космических объектов в астрофизике: фотометрия
Методы исследования космических объектов в астрофизике: фотометрия
Методы исследования космических объектов в астрофизике: фотометрия
Методы исследования космических объектов в астрофизике: спектроскопия
Методы исследования космических объектов в астрофизике: спектроскопия
Методы исследования космических объектов в астрофизике: поляриметрия
Методы исследования космических объектов в астрофизике: поляриметрия
Методы обнаружения экзопланет: измерение лучевых скоростей
Методы обнаружения экзопланет: измерение лучевых скоростей
Методы обнаружения экзопланет: измерение лучевых скоростей
Методы обнаружения экзопланет: измерение лучевых скоростей
Методы обнаружения экзопланет: измерение лучевых скоростей
Методы обнаружения экзопланет: измерение лучевых скоростей
Методы обнаружения экзопланет: измерение лучевых скоростей
Методы обнаружения экзопланет: измерение лучевых скоростей
Методы обнаружения экзопланет: измерение лучевых скоростей
Методы обнаружения экзопланет: измерение лучевых скоростей
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: транзит
Методы обнаружения экзопланет: гравитационная линза
Методы обнаружения экзопланет: гравитационная линза
Методы обнаружения экзопланет: гравитационная линза
Методы обнаружения экзопланет: гравитационная линза
Методы обнаружения экзопланет: гравитационная линза
Методы обнаружения экзопланет: гравитационная линза
Методы обнаружения экзопланет: астрометрия
Методы обнаружения экзопланет: астрометрия
Методы обнаружения экзопланет: астрометрия
Методы обнаружения экзопланет: астрометрия
Методы обнаружения экзопланет: астрометрия
Методы обнаружения экзопланет: астрометрия
Методы обнаружения экзопланет: интерферометрия
Методы обнаружения экзопланет: интерферометрия
Методы обнаружения экзопланет: интерферометрия
Методы обнаружения экзопланет: интерферометрия
Методы обнаружения экзопланет: планеты вокруг пульсаров
Методы обнаружения экзопланет: планеты вокруг пульсаров
Методы обнаружения экзопланет: планеты вокруг пульсаров
Методы обнаружения экзопланет: планеты вокруг пульсаров
Методы обнаружения экзопланет: поляризация
Методы обнаружения экзопланет: поляризация
Планета HD 189733b: наблюдения поляризации в 2008 г
Планета HD 189733b: наблюдения поляризации в 2008 г
Планета HD 189733b: схема, поясняющая возникновения поляризации
Планета HD 189733b: схема, поясняющая возникновения поляризации
Планета HD 189733b: схема, поясняющая возникновения поляризации
Планета HD 189733b: схема, поясняющая возникновения поляризации
Свойства экзопланет: радиусы орбит
Свойства экзопланет: радиусы орбит
Свойства экзопланет: эксцентриситеты орбит
Свойства экзопланет: эксцентриситеты орбит
Свойства экзопланет: орбитальные периоды
Свойства экзопланет: орбитальные периоды
Свойства экзопланет: массы
Свойства экзопланет: массы
Свойства экзопланет: металличность их звезд
Свойства экзопланет: металличность их звезд
Формирование экзопланет: теория планетной миграции
Формирование экзопланет: теория планетной миграции
Формирование экзопланет: теория планетной миграции
Формирование экзопланет: теория планетной миграции
Формирование экзопланет: теория дисковой нестабильности
Формирование экзопланет: теория дисковой нестабильности
Исследование экзопланет: проект Terrestrial Planet Finder (TPF, NASA)
Исследование экзопланет: проект Terrestrial Planet Finder (TPF, NASA)
Исследование экзопланет: проект Terrestrial Planet Finder (TPF, NASA)
Исследование экзопланет: проект Terrestrial Planet Finder (TPF, NASA)
Исследование экзопланет: проект Terrestrial Planet Finder (TPF, NASA)
Исследование экзопланет: проект Terrestrial Planet Finder (TPF, NASA)
Картинки из презентации «Планеты вокруг других звезд: методы их обнаружения и свойства» к уроку астрономии на тему «Звезды»

Автор: Tuorlan Observatorio. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока астрономии, скачайте бесплатно презентацию «Планеты вокруг других звезд: методы их обнаружения и свойства.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 4698 КБ.

Планеты вокруг других звезд: методы их обнаружения и свойства

содержание презентации «Планеты вокруг других звезд: методы их обнаружения и свойства.ppt»
Сл Текст Сл Текст
1Планеты вокруг других звезд: методы их 2050 pc c периодами от 1.5 – 9 лет Запуск
обнаружения и свойства. Бердюгин А. В. назначен на декабрь 2011.
Обсерватория Туорлы, Университет г. Турку, 21Методы обнаружения экзопланет:
Финляндия. интерферометрия. Идея метода: блокировать
2Планеты у других звезд : extrasolar излучение центральной звезды с помощью
planets, exoplanets 1) Методы исследования коронографа или ноль-интерферометра и
космических объектов в астрофизике 2) получить прямое изображение планеты на
Методы обнаружения экзопланет 3) CCD. Трудно реализуем, но обладает большим
Наблюдаемые свойства открытых экзопланет диагностическим потенциалом. Дает
4) Теории, объясняющие их образование. возможность определить состав планеты, ее
3Методы исследования космических температуру, свойства ее атмосферы, тип ее
объектов в астрофизике. Астрофизика – в поверхности, период вращения и др. К
чем заключается ее принципиальное отличие настоящему времени обнаружено 4 кандидата
от других еcтественных наук? Невозможность в планеты (см. иллюстрацию). LBTI (Large
провести исследование ”на месте” или в Binocular Telescope Interferometer) (на
лаборатории Исключение: планеты солнечной рисунке справа) Mount Graham, Arizona
системы (планетология) Нельзя отправить Начал работу в 2009 (научные набл. с 2011)
исследовательскую экспедицию даже к Ближний ИК диапазон (выше контраст)
ближайшим звездам! Рroxima Centauri M31 Околозвездные диски / планеты-гиганты.
(туманность Андромеды) 4.243 св. лет 2.5 ? 2M1207 b: планета или коричневый карлик?
106 св. лет 4 ? 1013 км 2.4 ? 1019 км LBTI: два зеркала диаметром 8.4 м, длина
267615 a.e. 1.6 ? 1011 а.е. 5461 базы – 15 м. J, H и K фотометрия.
расстояний от Солнца до Плутона 3.3 ? 109 22Методы обнаружения экзопланет: планеты
расстояний от Солнца до Плутона вокруг пульсаров. Пульсар: быстро
Электромагнитное излучение (свет) – вращающаяся магнитная нейтронная звезда.
единственное, что доступно астрофизикам Размер: 10 – 20 км, Плотность: 109 гр/см3,
для исследования. Предельно слабая звезда, Остаток от вспышки сверхновой, Излучает
различимая глазом: m = 6.5 зв. вел Самый радио волны в узком конусе из области
яркий квазар: m = 13 зв. вел (в 400 раз магнитных полюсов (эффект ”маяка”), Период
слабее) Самая слабая звезда, наблюдаемая пульсаций = периоду вращения. Орбитальное
на VLT: m = 26 зв. вел (в 63 млн. раз вращение планеты приводит к ”покачиванию”
слабее) Астрофизика имеет возможность пульсара вдоль луча зрения. Период радио
наблюдать и изучать физические процессы, пульсаций меняется из-за эффекта Допплера.
которые невозможно реализовать в земной Измеряя задержки в периоде пульсаций
лаборатории. (10-12 сек), можно обнаружить присутствие
4Методы исследования космических планеты и найти период ее обращения и
объектов в астрофизике. Основные виды массу. На рис. справа: три планеты
излучения (источники света) ? Тепловое обнаружены у пульсара PSR1257+12
Нетепловое ? ?? звезды, нагретый газ (Wolszczan & Frail, 1992). Схема,
циклотронное и синхротронное излучение, поясняющая излучение пульсара. Типичный
флуорисценция, индуцированное излучение ? период пульсаций – неск. секунд, но есть
Отраженное (рассеянное) Поверхность объекты с пульсациями в 10-3 сек.
планет, межзвездый газ и пыль Поглощение 23Методы обнаружения экзопланет:
света ? селективное полное атмосферы звезд поляризация. Метод основан на регистрации
и межзвездая пыль планет, межзвездый газ. света звезды, отраженного и / или
Гамма-излучение (G-ray) < 0.01 nm ( рассеянного от поверхности (атмосферы)
> 100 keV) Рентгеновское (X-ray) 1 – 10 планеты. Этот свет линейно поляризован в
nm (10 keV – 120 keV) Ультрафиолетовое направлении, ортогональном плоскости
(UV) 0 – 400 nm (3 eV – 124 eV) Видимый рассеяния (в данном случае – плоскости
свет (optical) 0.38 – 0.76 мкм орбиты). Направление и величина
Инфракрасное (IR) 0.65 – 20 мкм Радио 300 наблюдаемой линейной поляризации будут
kHz – 300 GHz (100 m – 1 mm) 1 мкм = 1000 изменяться по мере движения планеты по
нм = 10000 ? (Ангстрем). орбите вокруг звезды. Поляриметрия может
5Методы исследования космических обнаружить планету даже при очень малых
объектов в астрофизике. Параметры, углах наклона орбиты, когда метод лучевых
характеризующие эл-магн. излучение: Длина скоростей и метод регистрации транзита
волны, ? (частота, ?) ? = c / ?, E = hc / бессильны. Из поляриметрии можно
? Интенсивность I (поток излучения, определить: 1) орбитальный период Porb 2)
измеряемый в эрг/сек см2 ) Поляризация P – угол наклона орбиты i, 3) эксцентриситет
преимущественное направление колебаний орбиты e 4) свойства атмосферы
электромагнитной волны Монохроматичное (поверхности) планеты. Ожидаемое изменение
излучение: одиночный заряд, осциллирующий направления и величины линейной
в определенной плоскости. Астрофизики поляризации света зведы, отраженного от
регистрируют и изучают свет в определенном поверности планеты при ее движении по
диапазоне длин волн (спектральном орбите.
диапазоне). Для них важно знать 24Методы обнаружения экзопланет:
распределение интенсивности и поляризации поляризация. Поляриметрия обладает очень
света с длинной волны. ? Это дает большим диагностическим потенциалом, но
информацию о свойствах излучающего, ожидаемый поляризованный сигнал очень мал
поглощающего и рассеивающего свет (~ 10-5). Площадь поверхности планеты по
вещества, а также позволяет изучать сравнению с размерами звезды очень мала, и
свойства магнитного и гравитационного поляризованный отраженный свет сильно
полей, которые воздействуют на излучение. разбавлен неполяризованным излучением
Оптические спектры звезды спектрального самой звезды. ? Требуются большие
класса G3V (Солнце, вверху) и M5V телескопы и специально спроектированные
(Проксима Центавра, внизу). точные поляриметры. Первые измерения
6Методы исследования космических получены в 2004 – 2005 (Hough et al. ):
объектов в астрофизике: фотометрия. PlanetPol, WHT (4 м). Заявленная точность
Фотометр – прибор для измерения яркости ~ 10-6 (0.0001%). Три системы, ? Boo, ?
объекта в нескольких широких (200 - 500 ?) And and 55 Cnc были исследованы,
или средних ( 10 - 20 ?) спектральных переменная поляризация не обнаружена
диапазонах. Для выделения широких участков (верхний предел ~ 2 x 10-5). Теоретические
спектра используются светофильтры из оценки величины поляризации при рассеянии
цветного стекла. Для выделения узких а атмосфере планеты сильно зависят от
участков спектра ( < 200 ?) предположений о свойствах самой атмосферы
используются интерференционные фильтры. (хим. состав; размер частиц; размер
детекторы излучения для видимого света: облаков; распределение облаков по высоте и
фотоумножители (ФЭУ) ? быстрый отклик т.д.) Некоторые модельные рассчеты
(возможна модуляция с частотой в 10 – 50 показывают, что при определенных условиях
Нz); ? малый квантовый выход (до 10 – 20%) поляризация может быть на порядок величины
APDs – до 80%; ? чувствительны в узком больше: Несферичность поверхности и
спектральном диапазоне; ? одноэлементный эксцентричность орбиты может усилить
детектор (одна регистрирующая ячейка). СCD величину поляризации до 0.2 - 0.5 x 10-4
камеры ? высокий квантовый выход (до 80%) (Sengupta S., & Malay, M. 2006, singe
; ? широкий спектральный диапазон (от 0.35 scattering model). Наличие обширных
до 1.5 мкм); ? многоэлементый (сотовый) вытянутых газовых оболочек (гало) вокруг
детектор; ? значительное время считывания некоторых экзопланет (Vidal-Madiar et al.
сигнала (от нескольких секунд до 2003, Wheatley & Briggs, 2007) –
нескольких десятков секунд). эффективность рассеяния выше в неск. раз.
7Методы исследования космических 25Планета HD 189733b: наблюдения
объектов в астрофизике: спектроскопия. поляризации в 2008 г. TurPol (NOT, 2.5 м)
Спектрограф: прибор для детального UBV, 2008 г. Апрель и Aвгуст Расстояние до
исследования распределения энергии по звезды = 20 pc Радиус орбиты планеты =
спектру. Разрешающая сила спектрографа: R 0.0312 а е Период обращения = 2.218581 дня
= ?/?? У спектрографов низкого и среднего Всего: 40 часов наблюдений с хорошим
разрешения R = 1500 – 10000. У покрытием орбитального периода. Ошибка
спектрографов высокого разрешения (Эшелле) одного измерения за ночь (3–4h) ~3?10–5
R ? 100000 – 150000. Спектрограф Ошибка усредненной по фазовому интервалу
используется для: определения хим. состава величины поляризации ~1.5?10–5 Очень малая
излучающего и поглощающего свет вещества телескопная поляризация < 5?10–5.
(по спектральным эмиссионным и Результаты моделирования поляризации с
абсорбционным линиям); измерения лучевых помощью компьютерных рассчетов показали,
скоростей (по допплеровскому смещению что она возникает в результате рассеяния
спектральных линий); определению скоростей света звезды в верних слоях атмосферы
вращения звезд (по уширению профилей планеты на облаках, состоящих, вероятнее
спектральных линий). всего, из пылинок размером в 20 нм.
8Методы исследования космических 26Планета HD 189733b: схема, поясняющая
объектов в астрофизике: поляриметрия. возникновения поляризации. Перемещение
Простейший поляриметр: в фотометр планеты по небу (справа), приводящее к
добавляется поляризационный анализатор возникновению переменной поляризации
(напр. призма Волластона) изготовленный из (слева). Поляризация достигает максимума в
кристалла с двойным лучепреломлением. моменты элонгаций (фазы 0.25 и 0.75),
Такой анализатор разделяет входящий луч когда угол рассеяния = 90o. В моменты
света на два луча с ортогональной соединений (фазы 0.0 и 0.5) поляризация
поляризацией. Их интенсивность близка к нулю из-за того, что свет,
регистрируется независимо двумя рассеянный вперед и назад, почти не
фотоумножителями (или одной CCD). Вращая поляризован.
анализатор, можно измерить интенсивность 27Свойства экзопланет: статистика
(величину) поляризации и ее направление. открытий. Всего открыто планет: 452 (к 16
Фотометр с поляризационным анализатором апреля 2010 г.) ~ 47 систем с несколькими
становиться поляриметром, а спектрограф – (до трех) планетами. Больше всего планет
спектрополяриметром. Основные механизмы открыто методом измерения лучевых
возникновения поляризованного излучения: скоростей: 360 (c 1995 г.) Много планет
Рассеяние и отражение света Присутствие обнаружено методом транзита: > 70 (c
магнитного поля Исследуя поляризацию света 1999 г.) Но: многие из них пока еще не
можно получить важную доп. информацию о подтверждены. 10 планеты открыты методом
физических свойствах звезд и планет. По гравитационной линзы (с 2004 г.) 4 планеты
сравнению с другими способами открыто у пульсаров (с 1992 г.) – возможно
астрофизических наблюдений, поляриметрия эти планеты сформировались после взрыва
является более трудоемкой и сложной сверхновой из ее остатков. 12 кандидатов в
задачей. планеты обнаружены методом
9Методы обнаружения экзопланет: ноль-интерферометрии (с 2004 г.)
измерение лучевых скоростей. Регистрация Образование планет вокруг звезд – не
периодического смещения спектральных линий редкость, а обычное явление! Солнечная
в спектре звезды из-за гравитационного система сильно отличается от других
воздействия на нее планеты (Эффект открытых планетных систем! (но: необходимо
Допплера). Звезда и планета обращаются принять во внимание сильный эффект
вокруг центра масс. Звезда смещается селекции) Источник информации по
относительно луча зрения наблюдателя экзопланетам: The Extrasolar Planet
вперед и назад ? наблюдается периодический Encyclopaedia (http://exoplanet.eu/).
Допплеровский сдвиг спектральных линий. 28Свойства экзопланет: радиусы орбит.
Точное измерение небольшого смещения Значительное число экзопланет обращаются
абсорбционных линий в спектре звезды вокруг своих звезд по орбитам < 0.1 AU
позволяет обнаружить планету. ! Есть много планет с орбитой в пределах
10Методы обнаружения экзопланет: 0.04-0.05 AU с периодами обращения 3-4 дня
измерение лучевых скоростей. Величина и с массой ? 1 MJ (hot Jupiters). Прежняя
допплеровского смещения вносимого планетой теория формирования планетных систем
очень мала: требуется спектрограф высокого требует серьезной модификации. Высокая
разрешения, который должен быть тщательно температура на расстоянии < 0.1 AU
откалиброван. Допплеровский сдвиг в сильно затрудняет формирование планеты. 2)
спекральные линии Солнца, вносимый Масса типичного протопланетного диска
Юпитером: 12 м/сек. Сатурном: 2.7 м/сек. внутри таких коротких орбит слишком мала,
Наиболее чувствительные спектрографы могут чтобы сформировать планету с массой
зарегистрировать допплеровское смещение ~ Юпитера, даже при 100% эффективности
1 м/сек. Этот метод более всего подходит использования имеющегося вещества. 3) Даже
для обнаружения массивных планет с если бы вещества было достаточно, молодой
плоскостью орбиты, параллельной лучу “горячий Юпитер” был бы разорван на части
зрения, обращающихся вокруг звезды с гравитацией звезды. Зависимость между
коротким орбитальным периодом. Орбитальное массой (в MJ ) и длиной большой полуоси
движение звезды 51 Peg. Сплошной линией орбиты (в AU) для экзопланет (красные
показана рассчитанная траектория. Расчеты значки) и для планет солнечной системы
дают массу для планеты ~ 0.5 MJ и (зеленые значки). Взято из:
орбитальный период 4.2 дня. Это было http://jilawww.colorado.edu/~pja/.
первое открытие экзопланеты у звезды, 29Свойства экзопланет: эксцентриситеты
подобной Солнцу (Mayor & Queloz 1995). орбит. Эксцентриситеты орбит экзопланет: В
11Методы обнаружения экзопланет: целом, эксцентричность орбит у экзопланет
измерение лучевых скоростей. Этот метод довольно велика! Это обстоятельство трудно
позволяет определить: период Porb , объяснить одним эффектом селекции.
большую полуось орбиты ap, массу ( Планета, расположенная на близком
Msin(i)) и эксцентриситет орбиты e. расстоянии от звезды, должна обращаться по
Большинство обнаруженных экзопланет было круговой орбите из-за приливного
было открыто этим способом. Недостатки: воздействия. Возможное объяснение:
Наклон орбиты не известен, и это вносит экзопланеты-гиганты формируются на
большую неопределенность в оценку массы значительном удалении от центральной
планеты. 2) Эффект селекции: звезды, постепенно мигрируя по направлению
обнаруживаются в основном близкие к звезде к ней. Зависимоcть эксцентричности орбиты
планеты-гиганты с короткими (неск. дней) от длины большой полуоси для
периодами. На рис. справа: переменность экзопланет-гигантов (красные значки) и
лучевых скоростей звезд с планетами, планет солнечной системы (зеленые значки).
определенная по Допплеровскому смещению Видимое отсутствие экзопланет на
спектральных линий. (a) 51 Pegasi, (b) 70 расстоянии более 3 AU - следствие эффекта
Virginis, (c) 16 Cygni. наблюдательной селекции. Взято из:
12Методы обнаружения экзопланет: http://jilawww.colorado.edu/~pja/.
транзит. Если планета проходит по видимому 30Свойства экзопланет: орбитальные
диску звезды, это можно обнаружить по периоды. Орбитальные периоды экзопланет:
слабому уменьшению ее блеска, бычно на ~ Ясно видна группировка планет вокруг
1%. Метод транзита позволяет обнаруживать периодов ~ 3 дня и видимое отсутствие
планету, независимо от ее массы и радиуса планет с более короткими периодами. ?
орбиты. Позволяет определить размер Заметное отличие от распределения периодов
планеты из величины именения потока: В в двойных звездах! Механизмы формирования
комбинации с методом лучевых скоростей планет и звезд существенно отличаются. В
метод транзита позволяет определить процессе миграции к центральной звезде,
плотность планеты. Дает возможность планета-гигант в силу определенных причин
исследовать атмосферу планеты. Во время ”тормозит” на расстоянии, соответствующему
транзита планеты свет от звезды проходит Porb ~ 3 дня. Важное дополнение: недавно
через верхние слои ее атмосферы. При обнаружены 4 планеты с Porb < 3 дней,
внимательном исследовании спектров, самый короткий из них ? 1.3 дня!
полученных с высоким разрешением, можно Зависимость эксцентриситета орбиты от
обнаружить слабые линии поглощения, величины орбитального периода для
образующиеся в атмосфере планеты. экзопланет (красные значки), двойных звезд
Изменение блеска звезды во время (черные точки), планет-гигантов солнечной
прохождения планеты по ее диску. системы (зеленые значки) и Земли (синий
13Методы обнаружения экзопланет: символ). Взято из Santos et al. (2002).
транзит. Во время вторичного затмения 31Свойства экзопланет: массы. Сравнение
(когда планета скрывается за диском масс экзопланет и карликовых звезд: Теория
звезды) можно зарегистрировать тепловое предсказывает два принципиально различных
излучение планеты, вычитая фотометрическую механизма формирования: гравитационный
интенсивность звезды во время затмения из коллапс для звезд и аккреция на ядро для
ее интенсивности до и после него. Это дает планет ? Два разных класса объектов должны
информацию о температуре поверхности быть видны в функции распределения масс
планеты. Лучше всего это делать в для маломассивных компаньонов звезд! Ясно
инфракрасном спектральном диапазоне. видимый ”провал” в диапозоне масс ~ 20 и
Недостатки: Можно обнаружить только ~60 MJ : крайне мало объектов было
планеты с углом наклона орбиты ~ 90o 2) обнаружено (вплоть до 2002!) Новейшие
Большой процент ложных открытий из-за данные, начиная с 2006 г. постепенно
возможного наличия у звезд пятен. начали заполнять ”провал” в распределении
Вторичное затмение удобнее наблюдать в ИK масс: открыт новый подкласс маломассивных
свете – выше контаст! Параметры планеты коричневых карликов - Y dwarfs . Таким
обнаруживаемые через ее транзит в образом, одна лишь масса не может более
комбинации с методом лучевых скоростей: считаться критерием отличия звезды от
размер и форма, хим. состав и температура планеты. Распределение масс для
атмосферы. маломассивных компаньонов у звезд
14Методы обнаружения экзопланет: солнечного типа. Виден провал в диапазоне
транзит. Космический ИК телескоп Spitzer 20–60 масс Юпитера. Взято из Santos et al.
(NASA), Размер зеркала: 0.85 м, (2002).
спектральный диапазон: 8 – 20 мкм. Работал 32Свойства экзопланет: металличность их
с 2003 по 2009 г. Использовался для ИК звезд. Звезды с планетами имеют высокое
фотометрии и спектроскопии планет. Получил содержание металлов в своих атмосферах.
много интересных информации, например: Это хорошо согласуется с теорией,
измерил разницу температур между дневной и предсказывающей образование планет в
ночной сторонами у двух экзопланет: ? Andb результате аккреции на ядро. Большое
и HD 189733b. Данные наблюдений ? Andb количество тяжелых элементов в диске
указывают на очень высокую разницу способствует образованию и росту
температур (1400°) между дневной планетозималей. Образование планет идет
(обращенной к звезде) и ночной стороной более быстро, и у звезды больше шансов на
планеты. ? Переизлучение тепла в атмосфере появление нескольких планет. Зависимость
происходит намного эффективнее, чем частоты встречаемости планет от количества
выравнивание температуры перемешиванием железа в атмосфере звезды. Взято из Santos
вещества (конвекции). et al. 2005.
15Методы обнаружения экзопланет: 33Формирование экзопланет: теория
транзит. Но у экзопланеты HD 189733b планетной миграции. Планетная миграция:
разница температур между дневным и ночными Горячие Юпитеры не могут формироваться
полушариями < 300° Атмосферы у горячих там, где сейчас находятся ? Они должны
Юпитеров могут сильно отличаться по своим мигрировать от места своего рождения туда,
основным физическим параметрам! где они находятся сейчас. Миграция
Исследование спектра экзопланеты HD происходит вследствие гравитационного
209458b обнаружило присутствие протяженной взаимодействия между газовым и/или
оболочки Похожая оболочка обнаружена и у планетозимальным диском и формирующейся
HD 189733b горячие Юпитеры испаряются! планетой. Существуют два типа миграционных
Темп потери массы достигает 1014 гр/сек – мод, разница между которыми определяется
планета может полностью испариться за накопленной массой планеты, а именно,
время ~ 1 миллиард лет ! достаточно ли она массивна, чтобы
16Методы обнаружения экзопланет: проделать круговую брешь в диске (тип II)
транзит. Космический телескоп Kepler (на или нет (тип I). Как правило, планета
орбите с 6 марта 2009) Диаметр зеркала: начинает свой дрейф к центральной звезде с
0.95 м, детектор: мозаика из 42 CCD миграции типа I. Так как вещество диска
размером 2200 x 1024 пиксела = 95 мега внутри орбиты планеты вращается быстрее,
пикселей (!) Специально создан для чем снаружи, диск ”подтормаживает”
обнаружения планет размером с Землю. К планету. В результате потери планетой
настоящему времени обнаружил 5 планет. части своего вращательного момента, она
Планета Kepler 4b: плотность – 1.91 начинает приближаться по спирали к
гр/см3, масса – 0.077 MJ = 24.5 M ? , центральной звезде.
темп. на поверхности – 1650 Ko _> Нot 34Формирование экзопланет: теория
Neptune (горячий Нептун). планетной миграции. Проблемы: Почему
17Методы обнаружения экзопланет: Юпитер в Солнечной системе существует на
гравитационная линза. Если одна звезда расстоянии 5 AU? Типичное время миграции
проходит точно перед другой, пересекая луч (105 - 106 лет) слишком мало! Меньше
зрения, может наблюдаться увеличение типичного времени, необходимого для
блеска более отдаленной звезды вследствие завершения формирования планеты-гиганта ?
эффекта гравитационной линзы. Если у В большинстве случаев, планета не выживет,
ближней звезды имеется планета, она а упадет на звезду! ? Существуют
усиливает эффект гравитационной линзы. механизмы, останавливающие миграцию на
Шансы обнаружить планету повышаются при определенном расстоянии: Центральная
наблюдении большого количества звезд пустая полость в диске (проделанная
одновременно. Слева: Ближняя звезда магнитосферой звезды) или приливное трение
фокусирует свет далекой звезды, если они (обмен угловым моментом между орбитальным
обе находятся точно на одной линии для движением планеты и осевым вращением
наблюдателя на Земле. В результате, блеск звезды). Есть и другие теории, например:
далекой звезды постепенно возрастает, дисковая нестабильность (Boss 1997, 2003).
достигая пика, а потом уменьшается до Если планета становится достаточно большой
прежнего уровня. Справа: Если ближняя и массивной, она начинает аккрецировать
звезда имеет планету, она усиливает эффект газ из диска и проделывает в нем круговую
гравитационной линзы, приводя к появлению брешь на пути своего движения по орбите.
дополнительного узкого пика на кривой Это резко замедляет темп миграции, в
блеска. 10-100 раз. Дальше происходит медленный
18Методы обнаружения экзопланет: дрейф к звезде (миграция типа II).
гравитационная линза. Преимущества метода: 35Формирование экзопланет: теория
1) Чувствительность не зависит от дисковой нестабильности. Планеты
параметров планеты (периода, массы). 2) образуются в результате гравитационной
Звезда может быть слабой. В нaстоящее фрагментации и последующего коллапса
время это самый предпочтительный метод для протопланетного диска. Обеспечивает очень
обнаружения экзопланет земного типа для быстрое образование планеты-гиганта: всего
наземных телескопов. Недостатки: 1) за ~1000 лет! Планета-гигант может успеть
Событие никогда не повторяется для одной и сформироваться на близком расстоянии от
той же звезды. 2) Обнаруженные планеты центральной звезды. Недостатки: Образуются
чаще всего оказываются расположены слишком только малые по массе аккреционные ядра
далеко (неск. кпк). Последующие наблюдения Отсутствуют детальные рассчеты (только
другими методами обычно не возможны. качественные оценки). Возможно, что
Увеличение блеска далекой звезды из-за дисковая нестабильность работает в случае
эффекта гравитационной линзы. На звезд с большой концентрацией металлов, а
нисходящей кривой хорошо виден характерный миграция – в случае обычных звезд.
пик, вызванный присутствием планеты. Масса 36Формирование экзопланет: нерешенные
обнаруженной в результате наблюдений вопросы. Каково типичное время
планеты равна 5.5 массы Земли. формирования планет-гигантов? Солнечная
19Методы обнаружения экзопланет: система – типичная планетарная система или
астрометрия. Основная идея: измерить редкость в мире планет? Могут ли в
”покачивание” звезды вызванное орбитальным системах с горячими Юпитерами существовать
движением планеты. Для этого нужно с планеты земного типа? На наши знания об
большой точностью измерять видимое экзопланетах большое влияние оказывает
смещение звезды на небе относительно эффект наблюдательной селекции. ?
далеких неподвижных звезд в течение Астрофизики должны научиться обнаруживать
длительного интервала времени. Можно планеты с массой Земли. Необходимо
определить период и массу планеты. Первый улучшить точность наблюдений и повысить
результат: проект STEPS (NASA, JPL): чувствительность приборов, используемых
точность: 0.001”, 9 лет наблюдений. для исследования планет! В настоящее время
Планета V10b: масса = 6 MJ, Porb = 9 имеющиеся приборы и методы наблюдений
месяцев. Сама звезда V10a находится на позволяют уверенно обнаруживать планеты с
удалении 6 св. лет и имеет массу всего массой ? 10 – 15 земных масс. Есть
0.08 М? Астрометрия легче всего возможность обнаружить т.н. сверх-земли
обнаруживает массивные планеты у (super-earth) – планеты с плотностью
маломассивных и близких звезд. Земли, но в десять с лишним раз более
Рассчитанное видимое перемещение Солнца по массивные. Основные надежды в исследовании
небу, вызванное Юпитером, наблюдаемое с экзопланет связаны с использованием
расстояния 10 парсек. космических телескопов.
20Методы обнаружения экзопланет: 37Исследование экзопланет: проект
астрометрия. GAIA Space astrometry mission Terrestrial Planet Finder (TPF, NASA).
(ESA): Основная цель: с помощью Коронограф (TPF-C) Оптический диапазон
космического телескопа измерить с очень Диаметр зеркала 4 – 6 м Блокировка звезды
высокой точностью (~10-20 угловых диском Спектрограф (атмосферы экзопланет)
микросекунд) параллаксы у всех звезд на Поиск планет, пригодных для жизни.
расстоянии до 10 000 пк. Планируется Интерферометр (TPF-I) ИК-диапазон (7 – 17
обнаружить 10000 – 50000 планет на мкм) 5 зеркал диаметром 3 – 4 м
расстояних до 150 pc с орбитальными Ноль-интерферометрия Спектрограф
периодами < 9 лет. Будут обнаружены все (атмосферы экзопланет) Поиск и детальное
планеты с массой Юпитера на расстояниях до исследование планет, пригодных для жизни.
Планеты вокруг других звезд: методы их обнаружения и свойства.ppt
http://900igr.net/kartinka/astronomija/planety-vokrug-drugikh-zvezd-metody-ikh-obnaruzhenija-i-svojstva-245123.html
cсылка на страницу

Планеты вокруг других звезд: методы их обнаружения и свойства

другие презентации на тему «Планеты вокруг других звезд: методы их обнаружения и свойства»

«Образование планет» - Выводы «катастрофических» гипотез. Магниевые силикаты, железо и никель. Планетарная туманность Улитка. Основные закономерности солнечной системы. Алюминий. Планетная Космогония. Кальций. Образование планет. Магний. Возникновение планет. Мы должны гордиться, что живем на Земле и что она нас терпит. Титан.

«Планеты» - О Земле Краткая характеристика Спутники Фотографии Земли Растительность на Земле. О Плутоне Краткая характеристика Важные открытия Спутники Фотографии Плутона. Спутники Земли. Марс. Спутники Марса. Титан. Сатурн, шестая от Солнца планета, имеет удивительную систему колец. Анцелат. Слой атмосферы на Плутоне очень тонок.

«Звёздное небо» - Оболочки Земли. Созвездия. Звезды на небе. Земля – место обитания человека. Звезды на небе сгруппированы. Поздно вечером на небе вы видите множество звезд. Луна. Задание для юных астрономов. Земля - третья от Солнца планета Солнечной системы. Планеты. Планета Земля. Свет от Солнца доходит до Земли за 8,5 минут.

«Нейтронная звезда» - Уравнение состояния ядерной материи. Уравнение Толмена-Оппенгеймера-Волкова. Сжимаемость ядерной материи. Звезды с большей центральной плотностью и с большей массой оказываются неустойчивыми. При определенной центральной плотности достигается максимальная масса нейтронной звезды. Общепринятым на сегодняшний день является значение ~ 230 МэВ.

«Малые планеты» - Собственное тепловое излучение Луны незначительно. Земля окружена атмосферой. Среднее расстояние от Солнца до Марса равно 227,99 млн.км. Над поверхностью Земли. Высочайшая вершина Венеры — гора Максвелл — высота 12 км. Средняя скорость движения Меркурия вокруг Солнца — 47,89 км/с. Состав и внутреннее строение Марса.

«Радио Звезда» - Вячеслав Бутусов. РАЗВЕДЧИКИ ПРОШЛОГО. В программах используется тщательно протестированная отечественная и зарубежная музыка. Хронометраж: до 3 минут Количество выпусков в день: 10. Почему радио «звезда»? Археологические находки, таинственный космос и глубины океана. МОЯ РОССИЯ. СМС - спама, лжеголосований, иных обманов.

Звезды

17 презентаций о звездах
Урок

Астрономия

26 тем
Картинки
900igr.net > Презентации по астрономии > Звезды > Планеты вокруг других звезд: методы их обнаружения и свойства