“9. gezegeni” en iyi saptamak için hangi dalga boyu?

Yansıyan güneş ışığının 9. gezegeni görünür ışıkta tespit etmeyi çok zorlaştıracağını biliyoruz. Algılama olasılığı daha yüksek olan başka bir grup var mı? Bu nesnenin yüzey sıcaklığı ne olabilir ve optimal algılama dalga boyu hakkında ne anlama gelir?

Güneş ışığının doğrudan yansıması, dokuzuncu bir gezegen keşfi için en olası senaryodur, ancak nesnenin çok düşük bir albedo olması durumunda bu geçerli değildir. Gezegenin hangi dalga boylarında yayılacağına ilgi duyduğunuzu varsayıyorum.

Yüzey sıcaklığı için gezegenin dönüşü önemlidir. Bir tarafı güneşe bakacak şekilde kilitlenmişse veya çok yavaş dönüyorsa, güneşin yarıküreye bakan merkezi Güneş'ten aldığı kadar enerji yayar. 60 AU'da güneş akısı yaklaşık 0,38 W / m²'dir. Stefan-Boltzmann yasasını kullanarak, 51 K'lik bir denge yüzey sıcaklığı elde ederiz (atmosfere sahip olmadığı varsayılarak, mümkün olan en yüksek yüzey sıcaklığıdır). Wien'in yer değiştirme yasası , 51 k nesneden gelen radyasyonun 57 µm (kızıl ötesi) dalga boyunda zirve yaptığını söylüyor.

Dönen bir gövde için, ekvator sıcaklığı 38 K'dir, radyasyon 78 µm'de zirve yapar (hala kızılötesi).

0.5'lik bir albedo kullanılarak, tepeler dönmeyen ve dönen bir gövde için sırasıyla 68 um ve 90 um'dir. Bunun sadece ekvator bölgesi için olduğunu, gerçek pik dalga boyunun uzak kızılötesi spektrumuna ait biraz daha yüksek olacağını unutmayın. Ayrıca, yüksek dönme belirsizliği, albedo ve kütle (kütle iç ısı için önemlidir), bundan daha yüksek bir doğruluk elde etmeyi imkansız hale getirir

60 au, dokuzuncu gezegen için çok iyimser bir perihelion mesafesidir, bu yüzden 200 au gibi daha gerçekçi bir mesafe için, önemli bir iç ısı kaynağı yoksa, IR spektrumunda gözlemlemek mümkün değildir.

Olası gezegenin 9 yaklaşık 10 Dünya kütlesi olduğu düşünülmektedir ve bir gaz devi olması muhtemel değildir ("kesintiye uğramış" bir gaz devinin çekirdeği olabilir). Bu nedenle, önemli bir parlaklık üretmeyecek ve karakterli olarak kayalık veya daha büyük olasılıkla buzlu olacaktır. Bu yüzden sadece yansıyan ışık tarafından görülecektir.

Hangi dalga boyunun aranacağına ilişkin düşünceler, eldeki aletlerin hassasiyetini nesnenin muhtemel spektrumu ile dengeler. Bu da güneş spektrumuna ve yansıtıcılığın (albedo) dalga boyu bağımlılığına bağlıdır.

Pluto ve Trans-Neptunian nesneleri de dahil olmak üzere çoğu buzlu cisim için, yansıma kırmızıya ve kızılötesine yakınlaşırken, güneş spektrumu daha kısa dalga boylarında zirve yapar. Bu, aramaların en iyi R veya r 'bantlarındaki geniş alan optik aletlerle yaklaşık 600 nm'de gerçekleştirildiğini gösterir.

Bir aday bulmada diğer bir faktör, geniş bir alanı kapsamak zorunda kalacağınızdır. Nesne, IR'nin ortasında WISE'de görünecek kadar parlak olmadığı sürece (optik ve NIR dalga boylarında bu mümkündür) (eminim ki tamamen kontrol edilmektedir). Arama için SUBARU'nun kullanıldığını söylediğim bir basın açıklaması. Suprime-Cam'ın yarı dereceli alanını optik dalga boylarında kullandıklarına ve 42x32 arcsecond alanı ile COMICS orta IR görüntülemeye devam etmediklerine bahse girerim !

Muazzam paralaks ve beklenen doğru hareket göz önüne alındığında, bir adayın onaylanması kolay olmalıdır.

Böyle bir nesneyi tespit etmenin iki temel yolu vardır. Birincisi onu yansıyan güneş ışığı ile tespit etmektir. İkincisi, ürettiği ısıdan. Böyle bir nesnenin yansıyan ışığının 16,5 büyüklüğünde olacağını zaten biliyoruz . Kızılötesini belirlemek için sıcaklığı tahmin etmeliyiz

Sıcaklık çok fazla bileşime bağlıdır. Basitlik için, Dünya'ya benzer bir kompozisyon olduğunu varsayalım ve Güneş Sisteminin geri kalanıyla yaklaşık aynı zamanda yaratıldı. Bu varsayımların geçerli olmadığı kanıtlanabilir, ancak tartışılan olasılıklar arasındadır. Scientific America'ya göre, dünyanın iç ısısı, radyoaktif bozulmadan en az% 50'dir . Tabii ki, bu sadece iç ısıdır, bunların hepsi yüzeye çıkmasını sağlamaz.

Bu önerilen gezegen, küçük bir gaz diskinin yıldızsız bir gezegene çöktüğü veya konak sisteminden atıldığı bir "Rogue Planet" e benziyor . Adil bir bit, nesnenin büyük bir ayı olup olmadığına da bağlıdır. Eğer öyleyse, gelgit ısıtma nesnenin sıcaklığını önemli ölçüde artıracaktır. Böyle bir belirleme gözlem olmadan yapılamaz, ancak mümkündür. Bir atmosfer de gezegenin donmasını önlemeye yardımcı olur. Abbott ve Switzer'den haydut gezegenleri tespit etmek için bir kağıt geliyor. 3.5 Dünya Kütlesi nesnesinin, 1000 AU içinde, özellikle uzak kızılötesinde, yaklaşık 50 K yüzey sıcaklığına sahip olması durumunda tespit edilebileceği hipotezidir.

Sonuç olarak, o zaman bile tespit edilmesi zor olsa da, hem uzak kızılötesinde hem de görünür olanı tespit etmeye çalışmak akıllıca olacaktır. Paralaksın birincil hareket aracı olduğu göz önüne alındığında, tespit Dünya'nın yörüngesindeki çeşitli noktalarda yapılmalıdır, muhtemelen hareket etmek için maksimum fırsat vermek için yaklaşık 90 gün arayla aynı nokta aranmalıdır, çünkü paralaks sadece Dünya, nesnenin konumuna dikti.