ดาราศาสตร์

วิธีรับรู้การผ่านของดาวเคราะห์นอกระบบ

วิธีรับรู้การผ่านของดาวเคราะห์นอกระบบ


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ฉันใช้แพ็คเกจ Python lightkurve สำหรับการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบด้วยวิธีการขนส่ง เมื่อฉันดาวน์โหลดเส้นโค้งแสงของดาวฤกษ์บางดวงและใช้เส้นรอบระยะเวลา ฉันพบความถี่และกำลังของส่วนประกอบเป็นระยะในเส้นโค้งของแสง อย่างไรก็ตาม ฉันสังเกตเห็นว่าการทวีคูณ (0.5x, 2x,… ) ของช่วงเวลาเดิมก็ปรากฏขึ้นเช่นกัน นี่คือตัวอย่างสำหรับ เคปเลอร์-6b.

นำเข้า lightkurve เป็น lk นำเข้าจำนวนเป็น np light_curve = lk.search_lightcurvefile("Kepler-6", quarter=1).download().PDCSAP_FLUX light_curve.scatter()

periodogram = light_curve.to_periodogram(method="bls", period=np.arange(0.5, 10, 0.0001)) periodogram.plot()

ฉันสามารถใช้ช่วงเวลาที่แข็งแกร่งที่สุดเท่านั้น (3.24 d) แต่ถ้ามีดาวเคราะห์นอกระบบมากกว่านี้ (1.08 d, 9.71 d,… ) ฉันคิดว่าถ้าฉันใช้light_curve.fold(ระยะเวลา)วิธี ฉันสามารถบอกได้ว่ามันเป็นการขนส่ง (มีฟลักซ์หยดเท่านั้น) หรือไม่ (มีฟลักซ์มากขึ้น) อย่างไรก็ตาม Kepler-20f มีฟลักซ์หลายหยดหลังจากโค้งแสงพับ (เพราะดาวเคราะห์ดวงอื่น?)

ฉันจะทราบได้อย่างไรว่าเป็นการผ่านหน้าของดาวเคราะห์หรือไม่?


แน่นอนคุณจะได้รับพีคหลายจุดในปริภูมิ อนุกรมฟูริเยร์ที่แสดงสัญญาณที่ไม่ใช่ไซน์จะมีความถี่ที่ทวีคูณของความถี่พื้นฐาน ในทำนองเดียวกัน คุณสามารถมีสัญญาณเป็นคาบที่มีคาบเวลาสองเท่าหรือแหลมซึ่งจะมีลักษณะเหมือนกัน แต่ที่ซึ่งปรากฏการณ์ที่ก่อให้เกิดสัญญาณเกิดซ้ำสองหรือสามครั้งในแต่ละรอบ

การแก้ปัญหาคือการพล็อตข้อมูลในช่วงเวลาที่เสนอ เช่นเดียวกับที่คุณทำ

ในตัวอย่างที่คุณได้แสดงให้เห็น ชัดเจนว่าคาบ 3.23d เป็นช่วงเวลาเดียวที่ถูกต้องสำหรับดาวเคราะห์นอกระบบที่อ้างว่าเป็นดาวเคราะห์นอกระบบ เนื่องจากการขนส่งเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวต่อรอบ และไม่มีสัญญาณของลักษณะอื่นใดหรือกระจัดกระจายมากเกินไปในเส้นโค้งการพับของแสงที่ ช่วงนั้น

เพื่อให้ช่วงเวลา 9.71d ถูกต้อง คุณจะต้อง (i) ต้องมีดาวเคราะห์สามดวงซึ่งมีระยะห่างเท่ากันรอบวงกลมโคจรเดียวกัน โดยแต่ละช่วงมีคาบ 9.71d และมีขนาดเท่ากันเพื่อให้การผ่านหน้ามีความลึกเท่ากัน นั่นไม่ใช่สถานการณ์ที่มั่นคง หรือ (ii) คุณโชคร้ายพอที่จะมีดาวเคราะห์ดวงหนึ่งที่มีคาบ 3.23d และอีกดวงที่มีคาบ 9.71d ที่ผ่านหน้าในเวลาเดียวกัน แต่เป็นไปไม่ได้ที่จะทำเช่นนั้นโดยไม่มีความลึกในการขนถ่ายที่ไม่เท่ากันและทำให้เกิดการกระจัดกระจายในรูปทรงการเคลื่อนตัวเมื่อพับที่ 3.23d

ฉันไม่สามารถระบุได้ว่าประเด็นของคุณเกี่ยวกับ Kepler 20f คืออะไร สิ่งนี้จะสร้างคุณลักษณะเดียวในเส้นโค้งแสงที่พับในช่วง 19.48d แต่แอมพลิจูดของสัญญาณนั้นเล็ก (และฉันมองไม่เห็น) ทั้ง Kepler 20c และ 20d ผลิตการผ่านหน้าที่จะ $sim 10$ คูณด้วยความลึก โดยมีคาบที่ 10.8d และ 77d ตามลำดับ


วิธีการรับรู้การผ่านของดาวเคราะห์นอกระบบ - ดาราศาสตร์

แบบฟอร์มนี้จะคำนวณการเคลื่อนตัวของดาวเคราะห์นอกระบบที่ผ่านหน้า 3302 ที่รู้จักหรือวัตถุที่น่าสนใจ (TOI) จำนวน 4105 ดวงที่สามารถสังเกตได้จากสถานที่ที่กำหนดในเวลาที่กำหนด ระบุกรอบเวลา สถานที่สังเกตการณ์ (หอดูดาวจากรายการหรือเลือก "ป้อนละติจูด/ลองจิจูด" ที่ส่วนท้ายของรายการ) และตัวกรองอื่นๆ (เช่น ความลึกหรือระดับความสูงขั้นต่ำของการขนส่ง) ผลลัพธ์ประกอบด้วยเวลาขนส่งและระดับความสูง และลิงก์ไปยังข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวัตถุแต่ละชิ้น รวมถึงการค้นหาแผนภูมิและแผนผังมวลอากาศ (นอกจากนี้ยังมีหน้าแบบสแตนด์อโลนสำหรับสร้างแผนภูมิการค้นหา (JPG ที่มีคำอธิบายประกอบ หรือใช้ Aladin Lite) และแผนผังมวลอากาศสำหรับเป้าหมายใดก็ได้)

อัปเดตล่าสุด (ธันวาคม 2020): นอกเหนือจากลิงก์ไปยังแผนภูมิการค้นหา Sky-Map แล้ว ฉันได้เพิ่มมุมมองแบบโต้ตอบใหม่สำหรับแต่ละเป้าหมายตาม Aladin Lite พร้อมตัวเลือกในการซ้อนทับรูปภาพ TESS ตรวจสอบและแจ้งให้เราทราบ คุณคิดว่า. นอกจากนี้ยังมีหน้าแบบสแตนด์อโลนสำหรับสิ่งเหล่านี้

หน้านี้ใช้ข้อมูล ephemeris อินพุตจาก NASA Exoplanet Archive และ ExoFOP-TESS แผนภูมิการค้นหาที่ให้ไว้ที่นี่ใช้ประโยชน์จากภาพจาก Digitized Sky Survey ซึ่งอยู่ภายใต้ลิขสิทธิ์และสามารถยอมรับได้เช่นนี้

เครื่องมือนี้เป็นส่วนหนึ่งของแพ็คเกจสมเสร็จสำหรับการวางแผนการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ โดยซอร์สโค้ดมีให้ใช้ฟรี


การตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบและดาวเคราะห์น้อย: วิทยาศาสตร์พลเมืองคนแรกที่ประสบความสำเร็จสำหรับดาราศาสตร์หลังบ้าน

วิทยาศาสตร์พลเมือง

Mountain View และ Marseille, 11 มิถุนายน 2020 ผู้บุกเบิกด้านวิทยาศาสตร์ของพลเมืองเพิ่งมีส่วนร่วมสองครั้งในการให้ความรู้ที่ดีขึ้นเกี่ยวกับอวกาศ นักดาราศาสตร์ในสนามหลังบ้านของสถาบัน SETI และเครือข่าย Unistellar ดำเนินการในการสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ของพลเมืองในเดือนเมษายน และการค้นพบของพวกเขาจะช่วยปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับดาวเคราะห์น้อยและดาวเคราะห์นอกระบบ ขอบคุณงานของพวกเขา เรารู้ตำแหน่งของดาวเคราะห์น้อยในแถบเข็มขัดหลัก 2,000 UD52 ได้อย่างแม่นยำ และได้ยืนยันการเคลื่อนตัวของดาวเคราะห์นอกระบบของกาตาร์-1b

การตรวจจับดาวเคราะห์น้อยที่บดบังดวงดาว

หลังจากได้รับการแจ้งเตือนจากนักวิทยาศาสตร์ของสถาบัน SETI ในคืนวันที่ 9 เมษายน Morand ซึ่งเป็นหุ้นส่วนในบริษัทที่ปรึกษาด้านกลยุทธ์ของฝรั่งเศส คว้าโอกาสที่จะเป็นผู้บุกเบิกด้านวิทยาศาสตร์พลเมืองในยุคแรกๆ เขาตั้งค่า eVscope อย่างรวดเร็วในสนามหลังบ้านในฝรั่งเศสตะวันตก ไม่กี่นาทีต่อมา เขาประสบความสำเร็จในการตรวจจับการบดบังโดยดาวเคราะห์น้อย 2000 UD52 แถบเข็มขัดหลัก ซึ่งบดบังดาวที่มองเห็นได้ด้วย eVscope ของเขา การสังเกตนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับวัตถุท้องฟ้านี้ รวมถึงการประมาณตำแหน่งของวัตถุนั้นอย่างแม่นยำ

นี่คือวิธีที่เขาอธิบายประสบการณ์ของเขา: “การบดบังนั้นสั้นมาก 0.3 วินาที (ค่าสูงสุดที่คาดการณ์ไว้คือ 0.8 วินาที) ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาจากขนาดที่เล็กของดาวเคราะห์น้อย (ประมาณ 6.6 กม.) และความกว้างของแถบศูนย์กลาง การมีผู้สังเกตการณ์อยู่ใกล้และเข้าสู่แถบศูนย์กลางทำให้เราสามารถระบุตำแหน่งของดาวเคราะห์น้อยได้ดีขึ้น ดังนั้นจึงปรับแต่งวงโคจรของมันได้! รู้สึกอะไรเช่นนี้!”

การตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบที่เคลื่อนผ่านดวงดาวของมัน

ทีมวิทยาศาสตร์พลเมืองยังติดตามเหตุการณ์การเปลี่ยนผ่านที่เกี่ยวข้องกับดาวเคราะห์นอกระบบขนาดดาวพฤหัสบดีด้วย ในคืนวันที่ 23 เมษายน Julien ผู้จัดการที่ปรึกษาในสำนักงานสาธารณะของสวิส ได้รับการแจ้งเตือนและพยายามตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบก๊าซกาตาร์-1b ยักษ์ที่เคลื่อนผ่านดาวของมัน อีกครั้งที่ความตั้งใจของเขาที่จะสนับสนุนวิทยาศาสตร์ล้ำสมัยได้รับการตอบแทนด้วยเส้นโค้งแสงที่เป็นผลลัพธ์ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าสามารถตรวจจับได้สำเร็จ
“มันพาฉันย้อนกลับไปในวัยเด็ก วันที่ฉันเรียนรู้เกี่ยวกับการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรก” Julien กล่าว “ฉันรู้สึกตื่นเต้นมาก และไม่เคยคิดมาก่อนเลยว่าวันหนึ่งฉันจะสามารถตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบด้วยตัวฉันเองได้!”

รูปที่ 1 เส้นโค้งแสงของดาวเคราะห์นอกระบบกาตาร์ -1 b ตรวจพบเมื่อวันที่ 23 เมษายน 2020 ด้วย Unistellar eVscope
ผลลัพธ์ทั้งสองได้ถูกส่งไปแล้วและขณะนี้ถูกจัดเก็บไว้ในคลังข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ เพื่อให้นักดาราศาสตร์ทั่วโลกสามารถเข้าถึงได้ Euraster เครือข่าย European Asteroidal Occultations เผยแพร่การตรวจพบ UD52 2,000 ครั้งบนเว็บไซต์ การตรวจจับการเคลื่อนผ่านของดาวเคราะห์นอกระบบของเครือข่าย Unistellar ได้รับการเผยแพร่โดย American Association of Variable Star Observers (AAVSO) ร่วมกับโปรแกรม Exoplanet Watch

ยุคใหม่ของวิทยาศาสตร์พลเมือง

การค้นพบเชิงบวกทั้งสองนี้เป็นการเริ่มต้นยุคใหม่ของดาราศาสตร์สมัครเล่น ซึ่งเครือข่ายผู้สังเกตการณ์ในสนามหลังบ้านสามารถมีส่วนร่วมในวิทยาศาสตร์ที่แท้จริง โดยอุทิศเวลาและความหลงใหลในการค้นพบใหม่
บิล ไดมอนด์ ซีอีโอของสถาบัน SETI กล่าวว่า "ด้วยนวัตกรรมที่ปฏิวัติวงการมากที่สุดในดาราศาสตร์สมัครเล่นที่จะเกิดขึ้นในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา เรากำลังเป็นแหล่งค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์และดาราศาสตร์ที่ล้ำสมัยอย่างแท้จริง" “พลังของวิทยาศาสตร์พลเมืองในการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ที่เป็นไปได้โดย Unistellar eVscope ได้แสดงให้เห็นแล้วถึงผลลัพธ์ที่ก้าวล้ำ และเราเพิ่งจะเริ่มต้นเท่านั้น เมื่อมีผู้ใช้เข้าร่วมทีมวิทยาศาสตร์ของเรามากขึ้น อนาคตก็มีความเป็นไปได้ที่เหนือจินตนาการ”

สถาบัน SETI และ Unistellar กำลังทำงานร่วมกันเพื่อเพิ่มศักยภาพของเครือข่ายสำหรับการศึกษาทางวิทยาศาสตร์และการค้นพบใหม่ๆ
“มีรายงานการรณรงค์การแอบแฝงของดาวเคราะห์น้อย 18 ดวงที่เกี่ยวข้องกับนักดาราศาสตร์ 65 คนในสนามหลังบ้าน และเหตุการณ์ดาวเคราะห์นอกระบบ 18 เหตุการณ์ ตั้งแต่เดือนกุมภาพันธ์ 2020 เป็นต้นไป นักวิทยาศาสตร์พลเมืองที่มีความกระตือรือร้นได้อัปโหลดเฟรมข้อมูลมากกว่า 1 ล้านเฟรมบนเซิร์ฟเวอร์ของเรา Franck Marchis นักดาราศาสตร์อาวุโสของสถาบัน SETI และหัวหน้าเจ้าหน้าที่วิทยาศาสตร์ของ Unistellar กล่าว "นักวิทยาศาสตร์พลเมืองเป็นผู้บุกเบิกที่มีส่วนร่วมโดยตรงในโครงการสำรวจอวกาศในปัจจุบันและอนาคต"

เกี่ยวกับสถาบัน SETI
สถาบัน SETI ก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2527 เป็นองค์กรวิจัยและการศึกษาที่ไม่แสวงหากำไรจากหลากหลายสาขาวิชาซึ่งมีภารกิจในการสำรวจ ทำความเข้าใจ และอธิบายที่มาและธรรมชาติของชีวิตในจักรวาลและวิวัฒนาการของสติปัญญา การวิจัยของเราครอบคลุมวิทยาศาสตร์กายภาพและชีวภาพ และใช้ประโยชน์จากความเชี่ยวชาญในการวิเคราะห์ข้อมูล การเรียนรู้ของเครื่อง และเทคโนโลยีการตรวจจับสัญญาณขั้นสูง สถาบัน SETI เป็นพันธมิตรด้านการวิจัยที่โดดเด่นสำหรับภาคอุตสาหกรรม สถาบันการศึกษา และหน่วยงานภาครัฐ รวมถึง NASA และ NSF

เกี่ยวกับ Unistellar
Unistellar คือบริษัทสตาร์ทอัพที่อยู่เบื้องหลัง eVscope กล้องโทรทรรศน์สำหรับผู้บริโภคที่สนุกและใช้งานง่ายไม่เหมือนใคร นำความมหัศจรรย์ของจักรวาลมาสู่ชีวิต ต้องขอบคุณความร่วมมือกับสถาบัน SETI เครื่องมือที่ทรงพลังอย่างยิ่งนี้ยังช่วยให้ผู้ใช้กลายเป็นนักวิทยาศาสตร์พลเมืองและมีส่วนร่วมในการวิจัยล้ำสมัยเกี่ยวกับการผ่านหน้าของดาวเคราะห์นอกระบบ การบดบังดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง และอื่นๆ อีกมากมาย
Unistellar eVscope ได้รับรางวัล CES Innovation Award ในปี 2018 ในหมวด Tech for a Better World และได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงรางวัล SXSW 2019 Innovation Award กล้องโทรทรรศน์ดิจิทัลหลายพันตัวได้รับการสั่งซื้อแล้ว โดยมีการส่งมอบให้แล้ว 1,000 ตัว สร้างความพอใจให้กับลูกค้าด้วยประสบการณ์การสังเกตที่ไม่เคยมีมาก่อน


ความน่าจะเป็นในการขนส่ง: ไม่ง่ายอย่างที่คิด

การเคลื่อนผ่านของดาวเคราะห์นอกระบบนั้นดีที่สุด! ฉันก็คิดอย่างนั้นอยู่ดี การเคลื่อนผ่านคือแสงที่เราเห็นเมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนผ่านระหว่างเรากับดาวฤกษ์แม่ของมัน การเปลี่ยนผ่านเปลี่ยนดาวเคราะห์นอกระบบให้กลายเป็นโลกแห่งความจริง—เราสามารถอธิบายลักษณะของชั้นบรรยากาศ องค์ประกอบจำนวนมาก และอื่นๆ ได้ นั่นเป็นสาเหตุว่าทำไมเส้นโค้งแสงที่ลดลงเล็กน้อยทำให้ใจฉันเต้นแรง แต่การค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบที่กำลังเคลื่อนผ่านนั้นต้องใช้โชคเล็กน้อย ท้ายที่สุด เราไม่สามารถสังเกตระบบดาวเคราะห์นอกระบบจากทุกทิศทางที่เราติดอยู่บนโลกหรือใกล้กับมันได้ ดังนั้นวงโคจรของดาวเคราะห์นอกระบบจึงต้องอยู่ในแนวเดียวกัน แค่นั้น ให้เราได้ดูการสัญจร

เราจะพบดาวเคราะห์นอกระบบเคลื่อนที่ผ่านได้อย่างไร? มีสองวิธีทั่วไป อย่างแรก เราสามารถมองดูดวงดาวมากมายได้ในคราวเดียว ภารกิจเคปเลอร์ (RIP) ได้สำรวจดาว 150,000 ดวงอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาสี่ปี เนื่องจากเคปเลอร์มองดูดาวจำนวนมาก จึงพบดาวฤกษ์ที่เคลื่อนผ่านหลายพันดวง อย่างไรก็ตาม การสังเกตติดตามผลทำได้ยาก เนื่องจากดาวเคปเลอร์ค่อนข้างจาง ประการที่สอง เราสามารถกำหนดเป้าหมายดาวเคราะห์ที่ค้นพบโดยใช้ความเร็วในแนวรัศมี (RV) โดยหวังว่าจะเห็นการเคลื่อนตัว ดาวเคราะห์ RV เหล่านี้กระจัดกระจายไปทั่วท้องฟ้า ดังนั้นเราจึงไม่สามารถสังเกตดาวฤกษ์เป้าหมายทั้งหมดพร้อมกันได้โดยใช้กล้องโทรทรรศน์เดียวเช่น Kepler แม้ว่าภารกิจในอนาคต (TESS) ควรเปลี่ยนแปลงสิ่งนี้! ดาวเคราะห์ RV ส่วนใหญ่จะไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้ แต่เราสามารถดึงข้อมูลจำนวนมหาศาลจากดาวเคราะห์เหล่านั้นที่ทำเช่นนั้นได้

ความน่าจะเป็นที่ดาวเคราะห์ RV จะผ่านคืออะไร? ตามที่พวกเขา (ควร) สอนในโรงเรียนอนุบาล การประเมินอย่างง่ายคือความน่าจะเป็นของการผ่านหน้านั้นเท่ากับรัศมีของดาวโฮสต์หารด้วยกึ่งแกนเอกของวงโคจรของดาวข้างเคียง กระชับมากขึ้น, พี = R/. นี่เป็นเพราะว่าความโน้มเอียงของวงโคจรของดาวเคราะห์ควรถูกสุ่มกระจายจากมุมมองของเรา เราใส่ข้อมูล RV เพื่อค้นหากึ่งแกนหลัก . เราสามารถประมาณรัศมีดาวได้ Rจากสเปกตรัมของดวงดาว เราเคยวัด RV เออ เรารู้อย่างแม่นยำถึงความน่าจะเป็นของการผ่านหน้า และด้วยเหตุนี้ เราต้องกำหนดเป้าหมายดาวกี่ดวงจึงจะเจอดาวเคราะห์นอกระบบที่เคลื่อนผ่าน… ใช่ไหม? จริงๆแล้วไม่ ในขณะที่ Stevens และ Gaudi พูดคุยกันในบทความนี้ มันซับซ้อนกว่านั้นมาก

การวางแนวของวงโคจรของดาวเคราะห์โดยทั่วไปควรเป็นแบบสุ่ม แต่ไม่ใช่ทุกทิศทางของดาวเคราะห์ ที่เราตรวจพบ มีโอกาสเท่าเทียมกัน ข้อมูล RV ไม่สามารถจำกัดมวลของดาวเคราะห์นอกระบบได้โดยไม่ขึ้นกับความเอียงของวงโคจร เราวัดแค่การรวมกันของทั้งสองเท่านั้น เรียกว่า “มวลขั้นต่ำ” ในความเป็นจริง มวลของดาวเคราะห์นั้น’t กระจายอย่างเท่าเทียมกัน ความอุดมสมบูรณ์ของซุปเปอร์เอิร์ธ ดาวเนปจูน และดาวพฤหัสบดีนั้นแตกต่างกัน ดังนั้นมวลของดาวเคราะห์บางดวงจึงมีโอกาสมากกว่ามวลอื่นๆ และด้วยเหตุนี้ดาวเคราะห์ RV ของเราจึงมีแนวโน้มที่จะอยู่ในทิศทางใดทิศทางหนึ่งมากกว่าส่วนอื่นๆ ผู้เขียนใช้สถิติแบบเบย์เพื่อตรวจสอบผลกระทบของการกระจายมวลที่เป็นไปได้ต่อความน่าจะเป็นที่ดาวเคราะห์ RV ที่รู้จักจะเคลื่อนผ่าน พวกเขาสรุปว่าดาวเคราะห์นอกระบบที่มีมวลน้อยกว่าดาวพฤหัสบดีมีมากถึงa

โอกาสเปลี่ยนผ่านดีกว่าที่คาดไว้ 20% นี่ไม่ใช่ผลกระทบที่ยิ่งใหญ่ แต่มันควรจะสนับสนุนการมองโลกในแง่ดีของเราในการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบระหว่างเป้าหมาย RV

ปัญหา

ปัญหาของเรากับสูตรง่ายๆ (พี = R/) คือไม่สนใจข้อมูลเพิ่มเติม. โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เรายังวัด “มวลขั้นต่ำ” ของดาวเคราะห์ด้วย RV ด้วย มวลต่ำสุดนี้เท่ากับมวลจริงของสหายคูณกับไซน์ของความโน้มเอียงของวงโคจรของมัน ลองคิดแบบนี้: RV วัดการเคลื่อนที่กลับไปกลับมาของดาวที่เราเห็น (ในแนวรัศมี) คู่หูที่ใหญ่กว่าจะดึงดึงที่ใหญ่กว่าบนดาว แต่องค์ประกอบของการเคลื่อนที่ในแนวรัศมีขึ้นอยู่กับทิศทางของวัตถุ ตัวอย่างเช่น คู่หูที่โคจรรอบระนาบของท้องฟ้าอย่างแน่นอนจะไม่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวใด ๆ ในทิศทางรัศมีไม่ว่าจะใหญ่แค่ไหน ในอีกมุมหนึ่ง ความเอียงของวงโคจรที่ 90° นั้นสอดคล้องกับระบบที่วงโคจรอยู่ในแนวเดียวกับแนวสายตาของเรา—ระบบการเคลื่อนผ่าน! มวลของดาวเคราะห์นอกระบบที่เคลื่อนผ่านนั้นมีค่าเท่ากับมวลต่ำสุดที่วัดได้โดยประมาณ สำหรับวงโคจรที่ไม่ตรงแนว มวลจริงจะมากกว่ามวลต่ำสุด

ลองพิจารณาตัวอย่างง่ายๆ ลองนึกภาพว่ามวลโลกหนึ่งเป็นขีดจำกัดล่างที่เข้มงวดสำหรับการกระจายมวล ไม่มีดาวเคราะห์นอกระบบที่มีมวลน้อยกว่าอยู่ สมมติว่าคุณค้นพบดาวเคราะห์ RV ที่มีมวลต่ำสุด 0.1 มวลโลก คุณรู้ว่ามวลจริงต้องมากกว่ามวลขั้นต่ำนี้ ดังนั้นวงโคจรของดาวเคราะห์จะต้องไม่ตรงแนว ความน่าจะเป็นที่ดาวเคราะห์นอกระบบนี้จะเคลื่อนผ่านเป็นศูนย์เหมือนกัน โดยไม่คำนึงถึง R และ ของระบบ ของเรา ลำดับความสำคัญ ความรู้เกี่ยวกับการกระจายมวลส่งผลโดยตรงต่อความรู้ของเราเกี่ยวกับการจัดตำแหน่งวงโคจร

น่าเสียดายที่เราไม่ทราบการกระจายตัวที่แท้จริงของมวลดาวเคราะห์นอกระบบ อันที่จริง นั่นคือเป้าหมายหลักประการหนึ่งของวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์นอกระบบในปัจจุบัน! แต่นั่นจะไม่หยุดเราไม่ให้คาดเดา นักทฤษฎีใช้การจำลองการก่อตัวของดาวเคราะห์ที่ทำนายการกระจายมวลที่แตกต่างกัน การแจกแจงเหล่านี้ไม่เห็นด้วยในหลายประการและจะไม่ได้รับการยืนยันจากการสังเกตชั่วขณะหนึ่ง อย่างไรก็ตาม คนส่วนใหญ่เชื่อว่าดาวเคราะห์ขนาดเล็กมีความอุดมสมบูรณ์มากกว่าดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ ซึ่งสอดคล้องกับผลลัพธ์ของเคปเลอร์

รูปที่ 1: เปรียบเทียบการกระจายมวลจริง (ฮิสโตแกรมที่เติม) กับการกระจายมวลต่ำสุดที่เราสังเกตด้วยการสำรวจ RV (ฮิสโตแกรมที่ว่างเปล่า) ถ้าเราเอาการกระจายมวลต่ำสุดมาเป็นการแจกแจงมวลจริง เราจะถือว่าผิดมาก แกนตั้งคือจำนวนของวัตถุ แกนนอนคือมวลข้างเคียงในหน่วยของมวลโลก (สตีเวนส์และเกาดี้ 2013)

การแก้ไขปัญหา

ณ จุดนี้คุณอาจสับสน เราจะจัดการกับความน่าจะเป็นที่ซ้อนกันเหล่านี้ได้อย่างไร เราจะรู้ได้อย่างไรว่าอันไหนเป็นของจริงในความเป็นจริง? Stevens และ Gaudi ดึงดูดสถิติ Bayesian ซึ่งเป็นกรอบทฤษฎีที่ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ทฤษฎีบทของเบย์กล่าวอย่างง่าย ๆ ว่าความน่าจะเป็นที่แบบจำลองเป็นจริงเมื่อได้รับข้อมูล (ส่วนหลัง) เป็นสัดส่วนกับความน่าจะเป็นที่แบบจำลองจะสร้างข้อมูล (ความน่าจะเป็น) คูณความน่าจะเป็นก่อนหน้าที่แบบจำลองนั้นเป็นจริง ( ก่อน). หากคุณเข้าใจศัพท์แสง Bayesian ของส่วนหลังและกลุ่มนักบวช คุณจะได้ส่วนสำคัญของกระดาษนั้น แม้ว่าพีชคณิตจะยังทึบอยู่ก็ตาม

มาแปลปัญหาของเราเป็นภาษาพูดแบบเบย์กัน เราใส่ใจเกี่ยวกับมวลที่แท้จริงของดาวเคราะห์—นั่นคือthat หลัง. เรารู้จัก ความน่าจะเป็น ว่าสหายของมวลที่กำหนดจะถูกจัดเรียงในลักษณะเพื่อสร้างมวลขั้นต่ำที่วัดได้ (พี = R/). เราต้องคิดให้รอบคอบเกี่ยวกับ ก่อน ความน่าจะเป็นที่การกระจายมวลที่กำหนดมีอยู่ในความเป็นจริง

รูปที่ 1 แสดงการกระจายมวลตัวอย่าง ซึ่งรวบรวมจากการจำลองการก่อตัวของสหายขนาดเท่าดาวเคราะห์ และจากการศึกษาอัตราการเกิดของดาวข้างเคียงรอบดาวฤกษ์ใกล้เคียง อีกครั้ง นี่อาจผิดในรายละเอียด จุดสำคัญคือมันไม่แบน รูปที่ 1 ยังแสดงการกระจายผลลัพธ์ของมวลขั้นต่ำที่วัดด้วยการสำรวจ RV บนโลก อย่างที่คุณเห็น ความสอดคล้องระหว่างการแจกแจงทั้งสองขึ้นอยู่กับความชันของการกระจายมวล ในกรณีที่ความอุดมสมบูรณ์ค่อนข้างอ่อนไหวต่อมวล (ในเขตดาวพฤหัสบดี) การสังเกตโดยทั่วไปจะตรงกับความเป็นจริง แต่มวลขั้นต่ำจำนวนมากจะถูกวัดในช่วงที่ไม่มีวัตถุจริง (ดาวแคระน้ำตาล) ในกรณีที่การกระจายมวลมีความลาดเอียง การแจกแจงมวลจริงและมวลต่ำสุดจะแตกต่างกัน—ไม่มากนัก แต่เพียงพอที่จะสร้างความแตกต่างเมื่อวางแผนแคมเปญติดตามผลเพื่อกำหนดเป้าหมายผู้สมัคร RV

ผู้เขียนได้ค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบ Orbit Database เพื่อหาดาวเคราะห์ที่ค้นพบโดยใช้ RV พวกเขาคำนวณความน่าจะเป็นภายหลังที่ดาวเคราะห์แต่ละดวงจะเคลื่อนผ่าน โดยพิจารณาจากการกระจายมวล พวกเขาเปรียบเทียบความน่าจะเป็นเหล่านี้กับความน่าจะเป็นที่คาดการณ์จากง่าย R/ มาตราส่วน พวกเขาลองใช้การแจกแจงสองแบบที่ต่างกันจากวรรณคดี ซึ่งทั้งคู่ให้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ดาวเคราะห์มีแนวโน้มที่จะเคลื่อนผ่านมากกว่าที่การปรับขนาดอย่างง่ายแนะนำ ดังที่เห็นในรูปที่ 2 ดาวเคราะห์จำนวนหนึ่งที่มีคาบการโคจรค่อนข้างใหญ่มีความน่าจะเป็นของการผ่านหน้า >10% แม้ว่ามาตราส่วนอย่างง่ายจะทำนายโอกาส <1% กล่าวอีกนัยหนึ่ง มวลขั้นต่ำขนาดเล็กมีแนวโน้มที่จะเป็นดาวเคราะห์ขนาดเล็กใกล้เปลี่ยนผ่านมากกว่าซุปเปอร์ดาวพฤหัสบดีมวลสูงบนวงโคจรที่ลาดเอียงมาก เนื่องจากดาวเคราะห์ขนาดเล็กมีจำนวนมากกว่าดาวเคราะห์ขนาดใหญ่โดยแท้จริง ผลลัพธ์นี้น่าจะทำให้เรามองโลกในแง่ดีมากขึ้นเกี่ยวกับการดำเนินการสำรวจเป้าหมาย RV อย่างไรก็ตาม ที่สำคัญที่สุด บทความนี้เน้นถึงความสำคัญของการใช้ข้อมูลที่มีอยู่ทั้งหมดของคุณเพื่อวางแผนการสังเกตการณ์!


คำถามเกี่ยวกับการขนส่งดาวเคราะห์นอกระบบ

ทำไมจึงมีการคำนวณหลายครั้งสำหรับแต่ละครั้ง?
ฉันต้องเริ่มมองหาจุดเริ่มต้นของการขนส่งสาธารณะเมื่อใด

ขออภัย ฉันเพียงแค่ต้องการเริ่มต้นกับสิ่งนี้ และฉันว่างเปล่าเกี่ยวกับวันที่นี้

#2 robin_astro

TreS-1b โคจรรอบทุกๆ 31 ชั่วโมง และใช้เวลาในการขนส่ง 105 นาที แต่ละสายมีไว้สำหรับการขนส่งสาธารณะโดยเฉพาะ
คุณจะต้องมีเส้นฐานที่ดีก่อนและหลังการเปลี่ยนเครื่อง ดังนั้นคุณควรพยายามให้ครอบคลุมอย่างน้อยหนึ่งชั่วโมงก่อนและหลังเวลาเริ่มต้นและสิ้นสุดของกรอบเวลาการขนส่ง

#3 ลูบอส

สวัสดี คุณสามารถใช้การคาดคะเนการขนส่งสาธารณะที่ให้ไว้สำหรับจุดสังเกตของคุณได้ เพียงพิมพ์ความยาวและละติจูดของคุณใน Exoplanet Transit Database:

นี่จะแสดงให้คุณเห็นว่าการขนส่งสาธารณะใดที่คุณสามารถสังเกตได้ในคืนที่จะมาถึง

#4 เฟรดดี้ วิลเลมส์

#5 เฟรดดี้ วิลเลมส์

#6 วอลต์ อาร์

จากลิงก์มีสามคอลัมน์ เฉพาะคอลัมน์กลางเท่านั้นที่มีส่วนหัว แต่ส่วนหัวนั้นใช้ร่วมกันสำหรับทั้งสาม ดังต่อไปนี้:
HJD ปี M D H M
2454808.96 2008 12 8 11 6

HJD = Heliocentric Julian Date ซึ่งเป็นจำนวนวันทศนิยมตั้งแต่วันที่ 1 มกราคม 4713 ปีก่อนคริสตกาล กรีนิชตอนเที่ยง แต่ปรับให้เข้ากับกรอบอ้างอิงของดวงอาทิตย์ (ดู Wikipedia สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม)
ส่วนที่เหลือคือ:
ปี เดือน วัน ชั่วโมง และนาทีใน UTC สิ่งนี้ซ้ำซ้อนกับ HJD แต่ตรงกับปฏิทินและนาฬิกาที่คุณและฉันใช้

คอลัมน์แรกคือ: "Begin Transit Window" ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการขนส่งลบด้วยความไม่แน่นอนของเวลา ซึ่งช่วยให้ได้เป้าหมายโดยไม่พลาดจุดเริ่มต้นของการขนส่ง นั่นคือเหตุผลที่มันถูกเรียกว่าหน้าต่างเหมือนใน "หน้าต่างแห่งโอกาส" คอลัมน์ตรงกลางเป็นการคาดคะเนเวลากึ่งกลางของการขนส่ง และคอลัมน์สุดท้ายคือจุดสิ้นสุดของหน้าต่าง

ดังนั้นช่วงเริ่มต้นของกรอบเวลาการขนส่งแรกในรายการจึงเริ่มต้นที่ 1006UT ในวันที่ 8 ธันวาคม 2008 และสิ้นสุดที่ 1206UT


นักดาราศาสตร์สมัครเล่นสามารถมองเห็นดาวเคราะห์นอกระบบได้หรือไม่?

นักดาราศาสตร์สมัครเล่นสามารถมองเห็นดาวเคราะห์นอกระบบได้หรือไม่? แน่นอนไม่ คุณคิดว่าคุณเป็นใคร? การล่าสัตว์นอกระบบสุริยะของเรามีไว้สำหรับผู้ที่มีปริญญาวิทยาศาสตร์ขั้นสูง เสื้อกาวน์แล็บ และหมายเลขโทรศัพท์ของ Neil deGrasse Tyson ในโทรศัพท์มือถือเท่านั้น พวกเราที่เหลือสามารถนอนดู "การลดน้ำหนักอย่างสุดขีด" ขณะกินไอศกรีม โดยไม่สนใจกล้องโทรทรรศน์ตรงมุมที่ชี้ไปที่บ้านเพื่อนบ้าน

นั่นจะสมเหตุสมผลใช่มั้ย ท้ายที่สุดแล้วในสาขาวิทยาศาสตร์อื่น ๆ ใดที่นักอดิเรกมือสมัครเล่นสามารถสะดุดกับการค้นพบที่ไม่เคยสังเกตมาก่อน? ลองนึกภาพคุณป้าของคุณ เช่น มีพลังที่จะมองเห็นฮิกส์โบซอนด้วยการตีอะตอมที่เธอได้มาจากการขายหลา

แต่กลายเป็นว่าคุณอาจจะยิงได้ มันพูดถึงความกว้างขวางของอวกาศ – และเรารู้เรื่องนี้เพียงเล็กน้อย – ว่าเจนหรือโจปกติสามารถข้ามดาวเคราะห์ในระบบสุริยะที่อยู่ใกล้เคียงได้

คำเตือน: "การค้นพบ" ดาวเคราะห์นอกระบบแตกต่างจาก "detecting" มาก มือสมัครเล่นที่ได้เห็นดาวเคราะห์นอกระบบมีอุปกรณ์ที่ค่อนข้างจริงจัง และหลายคนที่ได้รับเครดิตว่า "spotting" ดาวเคราะห์นอกระบบกำลังยืนยันการขนส่งที่ผู้เชี่ยวชาญได้ตรวจพบแล้วด้วยกล้องโทรทรรศน์จริงๆ วิธีหนึ่งที่สามารถมองเห็นดาวเคราะห์นอกระบบได้คือผ่านทาง ทางผ่านหมายความว่าแสงจากดาวจะหรี่ลงเมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนผ่านไปข้างหน้า [ที่มา: Naeye] จากดาวเคราะห์นอกระบบ 340 ดวงที่ค้นพบระหว่างปี 2534 ถึง พ.ศ. 2554 มีดาวเคราะห์โคจรผ่านที่รู้จัก 58 ดวง และส่วนใหญ่ถูกหยิบขึ้นมาโดยมือสมัครเล่น [ที่มา: Harrison]

การให้ความสำคัญในสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหา (และเมื่อใด) ไม่ใช่วิธีเดียวที่มือสมัครเล่นสามารถมีส่วนร่วมในดาราศาสตร์ได้ หากคุณต้องการช่วยระบุจุดเริ่มต้นของดาวเคราะห์ ให้ดูที่ Disk Detective โปรเจ็กต์นี้นำและให้ทุนสนับสนุนโดย NASA โปรเจ็กต์นี้เปิดโอกาสให้นักดาราศาสตร์อดิเรกได้ช่วยจัดประเภทดิสก์เศษซากท่ามกลางคอลเล็กชันรูปภาพระหว่างดวงดาวจำนวนมากที่รวบรวมโดยภารกิจ WISE ของ NASA [ที่มา: DiskDetective.Org] หลังจากบทช่วยสอนสั้นๆ ทุกคน แม้แต่คนที่ไม่มีกล้องโทรทรรศน์ ก็สามารถวิเคราะห์ภาพเพื่อช่วยให้นักดาราศาสตร์จัดเรียงรูปภาพจำนวนมหาศาลได้

ดาวเคราะห์นอกระบบเป็นมันฝรั่งขนาดเล็กสำหรับคุณหรือไม่? คุณอาจสนใจที่จะช่วยให้นักดาราศาสตร์มองเห็นกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลออกไป เหมือนกับ Disk Detective สวนสัตว์ Galaxy Zoo มีรูปภาพนับล้านที่รวบรวมจากกล้องโทรทรรศน์ต่างๆ รวมทั้งฮับเบิล ใช้ไพรเมอร์เล็กน้อยกับสิ่งที่คุณกำลังมองหา และคุณสามารถช่วยจำแนกกาแลคซีตามรูปร่างหรือลักษณะเด่นได้ นอกจากนี้ วิทยาศาสตร์พลเมืองทั้งหมดยังมีส่วนช่วยในการรวบรวมผลงานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์อย่างน่าประทับใจ

มันอาจจะไม่ใช่แค่ดาวเคราะห์นอกระบบหรือกาแล็กซี่ที่คุณพบ ในปี 2550 หญิงชาวดัตช์ชื่อ Hanny van Arkel คลิกผ่านรูปภาพบน Galaxy Zoo และสังเกตเห็นก้อนเมฆแปลก ๆ ในภาพหนึ่ง นักดาราศาสตร์มองดูและตระหนักว่าเธอได้เห็นสิ่งที่พวกเขาไม่เคยเห็นมาก่อน นั่นคือ เมฆก๊าซขนาดใหญ่เท่ากับระบบสุริยะของเรา ซึ่งส่องสว่างด้วยพลังงานจากหลุมดำของดาราจักรใกล้เคียง [แหล่งที่มา: Plait] พวกเขาตั้งชื่อมันว่า Hanny's Voorwerp — วัตถุของ Hanny ในภาษาดัตช์


Breakthrough Starshot: การตั้งหลักสูตรสำหรับ Proxima b

วันหนึ่ง โลกอาจจะไม่น่าอยู่อีกต่อไป ถ้าเกิดเหตุการณ์นี้ ลูกหลานของคุณสามารถระเบิดไปที่ Proxima b ได้หรือไม่? นักวิทยาศาสตร์จะต้องเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับดาวเคราะห์ดวงนี้ก่อน

คุณอาจคิดว่าการส่งอะไรที่ไกลเกินไปจะเป็นไปไม่ได้ แต่นักวิทยาศาสตร์บางคนไม่เห็นด้วย ตัวอย่างหนึ่งคือนักวิทยาศาสตร์ผู้ล่วงลับ Stephen Hawking ในปี 2016 Hawking และผู้ประกอบการ Yuri Milner ได้ประกาศ Breakthrough Starshot ซึ่งเป็นโครงการที่จะพัฒนาและส่ง Tiny ยานอวกาศ สู่ Proxima Centauri ภายใน 20 ปีข้างหน้า โพรบเล็กๆ เหล่านี้แต่ละอันจะมีขนาดเท่ากับแสตมป์เท่านั้น พวกมันจะถูกเร่งให้เร็วขึ้นเป็น 1 ใน 5 ของความเร็วแสงโดยใช้เลเซอร์ขนาดใหญ่ และไปถึง Proxima Centauri หลังจากการเดินทาง 20 ปี นี่คือเป้าหมายที่ทะเยอทะยาน เพื่อเดินทางด้วยความเร็วแสงหนึ่งในห้า ยานสำรวจจะเคลื่อนออกจากระบบสุริยะเร็วกว่ายานอวกาศที่เคยสร้างถึง 600 เท่า!

การพัฒนา Starshot เป็นไปได้หรือไม่? อาจจะ. มีอุปสรรคทางเทคนิคมากมายที่ต้องเอาชนะ มีการประดิษฐ์คิดค้น ปัญหาที่ต้องแก้ไข แต่เมื่อเทคโนโลยีมีอยู่จริง Proxima Centauri ก็ไม่มีขีดจำกัด นักวิทยาศาสตร์สามารถสำรวจมุมที่ซ่อนอยู่ของระบบสุริยะและระบบดาวเคราะห์อื่น ๆ นับไม่ถ้วน

Starshot จะค้นพบชีวิตที่นั่นหรือไม่? คือ มีชีวิตที่นั่น? อีก 40 ปี มนุษยชาติอาจรู้ และเมื่อถึงตอนนั้น คุณอาจจะเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ค้นพบมันด้วยซ้ำ


วิธีการรับรู้การผ่านของดาวเคราะห์นอกระบบ - ดาราศาสตร์

ดาวเคราะห์ขนส่งดาวทั้งหมดให้เราหรือไม่? ถ้าไม่เช่นนั้น เป็นไปได้มากน้อยเพียงใดที่ดาวเคราะห์จะเคลื่อนผ่าน?

ไม่ มีดาวเคราะห์น้อยมากที่เคลื่อนผ่านดาวฤกษ์ของพวกมัน เมื่อนักดาราศาสตร์พบดาวเคราะห์กำลังเคลื่อนผ่าน พวกเขาโชคดีมาก! นั่นเป็นเพราะว่ายังมีอีกหลายวิธีที่วงโคจรของดาวเคราะห์จะพลาดแนวไซต์ของเรา มากกว่าที่ดาวเคราะห์จะตัดกับแนวสายตาของเรา

พิจารณา gif แบบเคลื่อนไหวที่แนบมา มีมุมมองที่เป็นไปได้มากมายที่คุณไม่เคยเห็นดาวเคราะห์ข้ามหน้าดาวฤกษ์แม่ของมัน มีเพียงมุมมองเดียวที่เรียงกันเพื่อให้ดาวเคราะห์และดาวสามารถบดบังกันได้ ฉันดึงภาพเหล่านี้มาจากสื่อการศึกษาดาราศาสตร์ใน http://astro.unl.edu/classaction/ ซึ่งเยี่ยมมากจริงๆ!

ดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลจากดาวฤกษ์แม่ของมันมาก (เช่น ดาวเนปจูนสำหรับระบบสุริยะของเรา) มีแนวโน้มที่จะจัดเรียงตัวน้อยกว่าดาวที่อยู่ใกล้กัน สูตรสำหรับผู้ที่ต้องการจะอยู่ที่ประมาณความน่าจะเป็น = (R* / a) โดยที่ R* คือรัศมีของดาวฤกษ์และ a คือแกนกึ่งเอกของวงโคจรของดาวเคราะห์ ("รัศมีการโคจร" สำหรับวงโคจรแบบวงกลม)

หน้านี้ปรับปรุงเมื่อวันที่ 18 กรกฎาคม 2015

เกี่ยวกับผู้เขียน

Everett Schlawin

จุดเน้นการวิจัยของ Everett คือดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะหรือดาวเคราะห์นอกระบบ เหล่านี้เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลจากดาวเนปจูนและดาวพลูโตซึ่งโคจรรอบระบบดาวฤกษ์อื่น เขาสังเกตชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบของพวกมัน สีของชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบที่ดูดกลืนจะบอกนักดาราศาสตร์ว่าชั้นบรรยากาศประกอบด้วยอะไร เขาจึงใช้สเปกโตรกราฟเพื่อแยกสีของระบบดาวเคราะห์นอกระบบและอนุมานว่าก๊าซชนิดใดประกอบเป็นชั้นบรรยากาศ นอกจากนี้ เขายังสร้างสเปกโตรกราฟอินฟราเรดใหม่เพื่อใช้กับกล้องโทรทรรศน์ Blanco ในชิลีร่วมกับทีม TripleSpec 4


นักดาราศาสตร์ระบุดาวที่อยู่ใกล้ที่สุดที่สามารถเห็นโลกเป็นดาวเคราะห์นอกระบบที่กำลังเคลื่อนผ่าน

การใช้ข้อมูลที่รวบรวมโดย Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) ของ NASA และดาวเทียม Gaia ของ ESA ทีมนักดาราศาสตร์ของสหรัฐฯ ได้ระบุดาวฤกษ์ในลำดับหลัก 1,004 ดวงที่อาจเป็นแหล่งอาศัยของดาวเคราะห์คล้ายโลก ทั้งหมดอยู่ภายใน 100 พาร์เซก (ประมาณ 326 แสง ปี) ของโลก — และควรจะสามารถตรวจจับร่องรอยทางเคมีของชีวิตได้

Kaltenegger & Pepper ระบุดาวฤกษ์ในลำดับหลัก 1,004 ดวงที่อาจมีดาวเคราะห์คล้ายโลกอยู่ในเขตเอื้ออาศัยของพวกมัน ซึ่งน่าจะสามารถตรวจจับร่องรอยทางเคมีของโลกได้ เครดิตภาพ: Sci-News.com

ดร. ลิซ่า คัลเตเนกเกอร์ นักดาราศาสตร์จากภาควิชาดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ และผู้อำนวยการสถาบันคาร์ล เซแกนแห่งคอร์เนลล์ กล่าวว่า "ลองย้อนมุมมองกลับไปเป็นดาวดวงอื่นและถามว่าผู้สังเกตการณ์คนอื่นจะหาโลกได้จากจุดใดในฐานะดาวเคราะห์ที่เคลื่อนผ่าน"

“หากผู้สังเกตการณ์ออกไปสำรวจที่นั่น พวกเขาจะสามารถเห็นสัญญาณของชีวมณฑลในบรรยากาศของ Pale Blue Dot ของเรา”

“และเรายังสามารถเห็นดวงดาวที่สว่างที่สุดบางส่วนในท้องฟ้ายามค่ำคืนของเราโดยไม่ต้องใช้กล้องส่องทางไกลหรือกล้องโทรทรรศน์”

แต่ระบบดาวใดที่สามารถหาเราได้ กุญแจสำคัญของวิทยาศาสตร์นี้คือสุริยุปราคา — ระนาบการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์

สุริยุปราคาเป็นที่ที่ดาวเคราะห์นอกระบบที่มีมุมมองของโลกตั้งอยู่ เนื่องจากจะเป็นสถานที่ที่สามารถมองเห็นโลกข้ามดวงอาทิตย์ของมันเอง — ให้ผู้สังเกตการณ์สามารถค้นพบชีวมณฑลที่มีชีวิตชีวาของโลกได้อย่างมีประสิทธิภาพ

Dr. Kaltenegger และเพื่อนร่วมงานของเธอ Dr. Joshua Pepper จาก Lehigh University ได้สร้างรายชื่อดาวฤกษ์ในลำดับหลัก 1,004 ดวงภายใน 100 พาร์เซก ซึ่ง 508 รับประกันการสังเกตการณ์การเคลื่อนตัวของโลกเป็นเวลาอย่างน้อย 10 ชั่วโมง

รายชื่อทีมประกอบด้วยดาวประเภท M (ดาวแคระแดง 77%), ประเภท K 12%, ประเภท G 6%, ดาวประเภท F 4% และดาวประเภท A 1%

ดร. เปปเปอร์กล่าวว่า "มีเพียงเศษเสี้ยวของดาวเคราะห์นอกระบบเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่จะถูกจัดเรียงแบบสุ่มกับแนวสายตาของเรา เพื่อให้เราเห็นว่าพวกมันเคลื่อนผ่าน"

“แต่ดาวทั้งหมดพันดวงที่เราระบุในรายงานของเราในย่านสุริยะสามารถเห็นโลกของเราผ่านดวงอาทิตย์ เรียกความสนใจจากพวกมัน”

"ถ้าเราพบดาวเคราะห์ที่มีชีวมณฑลที่มีชีวิตชีวา เราจะสงสัยว่ามีใครกำลังมองมาที่เราด้วยหรือไม่" ดร.คัลเตเนกเกอร์กล่าว

“ถ้าเรากำลังมองหาชีวิตที่ชาญฉลาดในจักรวาลที่สามารถหาเราเจอและอาจต้องการติดต่อ เราเพิ่งสร้างแผนที่ดาวของสถานที่ที่เราควรมองหาก่อน”

ผลลัพธ์ถูกตีพิมพ์ใน ประกาศรายเดือนของ Royal Astronomical Society: Letters.

L. Kaltenegger & J. Pepper. 2020 ดาวดวงใดที่มองเห็นโลกเป็นดาวเคราะห์นอกระบบที่กำลังเคลื่อนที่ MNRAS 499 (1): L111-L115 ดอย: 10.1093/mnrasl/slaa161


การวิจัย

แม้ว่าหอดูดาว UMD จะตั้งอยู่ภายใน Beltway รอบ DC และดังนั้นจึงมีปัญหาเรื่องมลพิษทางแสงเป็นจำนวนมาก กล้องใหม่และเทคนิคการประมวลผลตลอดจนการเลือกเป้าหมายอย่างรอบคอบช่วยให้เราดำเนินการวิจัยต่อไปได้ งานส่วนใหญ่ทำโดยนักเรียนในช่วงหนึ่งหรือสองภาคการศึกษา

นักศึกษาระดับปริญญาตรี Brett Morris และ Harley Katz ได้เฝ้าสังเกตดาวเคราะห์นอกระบบที่มีการเคลื่อนตัวด้วยโฟโตเมตรีที่แตกต่างกันตั้งแต่ฤดูร้อนปี 2011 ดาวเคราะห์นอกระบบที่เคลื่อนผ่านคือดาวเคราะห์ในระบบสุริยะอื่นๆ ที่ผ่านระหว่างโลกกับดาวฤกษ์แม่ สุริยุปราคาขนาดเล็กนี้สามารถตรวจจับได้จากโลกด้วยการสังเกตอย่างระมัดระวัง ด้วยการใช้ทักษะที่ฝึกฝนในภาควิชาดาราศาสตร์ พวกเขาประสบความสำเร็จในการวัดการเคลื่อนผ่านของดาวเคราะห์นอกระบบหลายดวงด้วยอุปกรณ์ที่หอดูดาว งานของพวกเขาพิสูจน์ให้เห็นถึงประโยชน์ของหอสังเกตการณ์ขนาดเล็กในการสังเกตการณ์ติดตามดาวเคราะห์นอกระบบที่กำลังเคลื่อนที่ผ่าน ซึ่งถูกค้นพบเร็วกว่าที่พวกเขาจะศึกษาได้

นักเรียนเหล่านี้ฝึกฝนเทคนิคการสังเกตและพัฒนาแพ็คเกจการวัดแสงเชิงอนุพันธ์ oscaar ซึ่งได้รับการเผยแพร่เป็นโอเพ่นซอร์ส โค้ดนี้ยังถูกนำไปใช้กับการสังเกตการณ์โฟโตเมตริกที่หลากหลาย รวมถึงการบดบังและเส้นโค้งการหมุนของดาวเคราะห์น้อย งานนี้กำลังดำเนินอยู่และยินดีต้อนรับนักศึกษาระดับปริญญาตรีที่อุทิศตนคนอื่นๆ ให้ประสบความสำเร็จในฐานะผู้ก่อตั้งที่กำลังจะสำเร็จการศึกษาในเร็วๆ นี้

ภาพเหล่านี้แสดงถึงการลดความสว่างของดาวฤกษ์ที่โฮสต์ดาวเคราะห์นอกระบบเป็นระยะ เนื่องจากพวกมัน"เปลี่ยนผ่าน" ของดวงดาว ดาวเคราะห์เหล่านี้มีระยะห่างระหว่าง 63-1044 ปีแสงจากโลก การผ่านหน้าเหล่านี้ถูกส่งไปยังฐานข้อมูลการขนส่งดาวเคราะห์นอกระบบของสมาคมดาราศาสตร์แห่งเช็กเพื่อสนับสนุนความแข็งแกร่งของเอเฟเมไรด์นอกระบบดาวเคราะห์ของชุมชนมือสมัครเล่น

พล็อตนี้แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของความสว่างเป็นระยะเมื่อดาวเคราะห์น้อย Kalliope หมุนบนแกนของมัน Linus ดาวเทียมของ Kalliope ผ่านระหว่าง Kalliope กับดวงอาทิตย์ในการสังเกตเหล่านี้ ขณะที่ Linus ฉายเงาบนพื้นผิวของ Kalliope เบรตต์ตรวจพบความสว่างที่เห็นได้ชัดของ Kalliope ลดลง These results were presented at the Asteroids, Comets and Meteors 2012 conference in Japan (May 2012).


ดูวิดีโอ: Så känner du igen en psykopat - Nyhetsmorgon TV4 (กันยายน 2022).