Alpha Centauri A'nın güneş sistemi aynen kendimizi yansıtsa, ne tespit edebiliriz?

Diyelim ki güneş sistemimizin 4,4 ly uzakta (insanlar dahil) tam bir kopyası vardı. Neleri tespit edebileceğimizi ve hangi teleskopları izleyebileceğimizi? Hangi gezegenler? Radyo yayınlarını ve / veya atmosferleri tespit edebilir miyiz?

Diğer yıldızın tutulması ile aynı düzlemde olursak, tespitin optimal olacağını varsayıyordum, peki en iyi ve en kötü senaryolarda ne görecektik?

_{Senaryo Sonrası: Birkaç ay sonra , Neil Turner'ın von Karman konuşması sırasında böyle bir şey sordum .}

Bu geniş bir sorudur ve kapsamlı bir şekilde cevaplayamam için çok geniş. Doppler yöntemlerine, geçişlere ve doğrudan görüntülemeye; ve bu, Kuiper kayışlarını, radyo emisyonunu vb. tespit etme sorularına başlamadan önce.

Şu an için doppler yalpalama tekniğini kullanarak gezegenlerin tespiti hakkında bildiklerime bağlı kalacağım.

Doppler Tekniği

Kütle bir gezegen durumunda için bir yıldız refleks radyal hız yarı genlik kütle arasında bir yıldız etrafında dönen m 1 eksantrisite ile eliptik yörüngede, e ve yörünge dönemi p ve eğimli bir orbital ekseni ile i için Dünya'dan görüş hattı: ( 2 π $m_2$$m_1$$e$$P$$i$ (Çok) ayrıntılı bir türevClubb (2008)tarafından verilmiştir.

Kendimi biraz elektronik tabloyu inşa ve hiç gezegenleri optimal görüldü farz Yani (hepsi optimum görülebilir olamazdı, ama hakkında en ince eğim olurdu i = 83 ∘ Mercury için yapmaz bu nedenle, çok fazla fark var) Ben de Alpha Cen A'nın kütlesinin M ≃ 1.1 M ⊙ olduğunu kabul edeceğim .$i=90^{\circ}$$i=83^{\circ}$$M \simeq 1.1M_{\odot}$

Sonuçları

Gezegen | RV yarı genliği (m / s)

$8.3\times 10^{-3}$

$8.1\times 10^{-2}$

$8.4\times 10^{-2}$

$7.5\times 10^{-3}$

$11.7$

$2.6$

$0.28$

$0.26$

$0.51\pm 0.04$m / s ve özellikle de HARPS enstrümanları gibi bazı spektrografiler rutin olarak 1 m / s hassasiyetini sağlıyor. Böylelikle Jüpiter ve Satürn tespit edilebilir olur, Uranüs ve Neptün, tespit edilebilirliğin hemen kenarındadır (birçok RV gözlemine göre ortalama alabileceğinizi unutmayın), ancak karasal gezegenler bulunmayacaktı (Dünya tespitleri 10 cm / sn'nin altında kesinlik gerektirecektir. Ayrıca, zayıf sinyallerin Jüpiter ve Satürn benzeri gezegenler nedeniyle daha büyük sinyallerden çıkarılması gerekeceğini de belirtti.

$\sim 5$

Durumu gösteren bir resim, RV yarı amplitüdlerin 10 m / s ve 1 m / s hassasiyetinde (Alpha Cen A kütlesi ve varsayalım. dairesel yörüngeler). Dünyayı, Jüpiter ve Satürn'ü işaretledim. 1 m / s çizgisinin altında az sayıda nesne bulunduğunu unutmayın. Ayrıca, birkaç yıldan daha uzun süreleri olan 1 ile 10m / s çizgileri arasındaki gezegenlerin bulunmadığına dikkat edin - son zamanlardaki duyarlılık artışı henüz daha düşük kütleli, daha uzun dönem exoplanet keşifleri ile beslenmedi.

Sonuç olarak: doppler tekniği ile şimdiye kadar yalnızca Jüpiter bulunmuş olacaktı.

Transit teknikleri

Ayrıca transit tekniği hakkında da birkaç yorum ekleyeceğim. Geçiş tespiti, yalnızca dış gezegenler yıldızın önünden geçecek şekilde yörüngede döndüğünde işe yarar. Bu yüzden yüksek meyil zorunludur. Küresel trigonometride daha iyi birisinin, güneş enerjisi sistemi için yayınlanan verileri, kaç tane (ve hangi) gezegenin oldukça yüksek bir yönelimde geçtiğini hesaplamak için kullanması gerekir. Gezegenlerin birkaç derecelik saçılma ile yörüngesel eğimleri olduğu göz önüne alındığında, bazı basit trigonometri ve güneş yarıçapı ile bir karşılaştırma yapıldığında, bu yörüngelerin genel olarak herhangi bir belirli görüş açısı için geçmeyeceğini söyler. Gerçekten de, Kepler tarafından keşfedilen çok sayıda transit sistemin bir kısmı güneş sisteminden çok daha "düzdür".

Kepler uydusu, çok yüksek fotometrik hassasiyeti sayesinde çok küçük geçiş gezegenlerini tespit edebiliyor / tespit edebiliyordu (akıdaki daldırma, ekzoplanet yarıçapının karekökü ile orantılıdır). NASA Kepler ekibi tarafından sunulan (şu an biraz modası geçmiş) aşağıdaki resim Mars'ın boyutuna kadar olan gezegen adaylarının keşfedildiğini gösteriyor. Bununla birlikte, bunlar kısa dönemli yörüngelerde olma eğilimindedir, çünkü bir geçiş sinyalinin birkaç kez görülmesi gerekir ve Kepler bu gökyüzü yamasını yaklaşık 2,5 yıl boyunca (bu çizim üretildiğinde) inceler.

Dolayısıyla bu açıdan muhtemelen Venüs görülmüş olacaktı, ancak diğer gezegenlerin hiçbiri doğrulanamadı.

Ancak, bir kırışıklık var. Alpha Cen A, bu tür çalışmalar için çok parlak ve Kepler yıldızlarından çok daha parlak. Çok parlak yıldızların etrafındaki geçişleri bulmak için özel bir alet veya teleskop yapmanız gerekecektir. Bu çalışmanın bir kısmı zemin temelli araştırmalar (çoğunlukla sıcak Jüpiterler bulmak) ile yapılmıştır. Nisan 2018'de piyasaya sürülen TESS (Transiting Exoplanet Anketi Uydusu) adlı yeni bir uydu , parlak yıldızlar etrafında küçük gezegenler (Dünya çapında ve daha büyük) bulmaya odaklanan iki yıllık bir görevdir. Bununla birlikte, hedeflerinin çoğu (Alfa Cen dahil) yalnızca 1-2 ay boyunca gözlenir, bu nedenle sadece gezegen sistemlerinin iç kısımları incelenir.

İlk olarak, Rob Jeffries'in cevabının mükemmel olduğunu düşünüyorum. Sadece bahsetmeye değecek küçük noktaları ekleyeceğim.

Neleri tespit edebileceğimizi ve hangi teleskopları izleyebileceğimizi?

Alpha Centauri A, Alpha Centauri B içeren ikili bir yıldızdır ve stabil L4 veya L5'e sahip olmaya yetmeyecek kadar büyüklüktedir, bu yüzden ikisinden birinin yörüngesinde kalan herhangi bir şeyin çok yakın olması gerekir (belki de Merkür mesafesi) ve çok soğuk, Pluto mesafesinden çok daha büyük, Proxima Centauri'nin yaptığı gibi iki yıldızı da yörüngede.

Bir Jüpiter'i A veya B etrafındaki güneş yörüngesine koyarsanız, 3 vücut etkisi gezegen için büyük olasılıkla uzun sürmeyecek çılgınca dengesiz bir yörünge yaratacaktır, bu nedenle bu sorunun bir cevabı güneş sistemimizdir. A veya B etrafındaki yörünge türü imkansızdır.

Radyo yayınlarını ve / veya atmosferleri tespit edebilir miyiz?

Şimdilik, atmosfer tespitimiz çok sınırlı ve sadece yıldızlarına çok yakın olan büyük gezegenlerle sınırlı, ancak makale, yolda daha büyük teleskoplarla çalıştığını söylüyor, belki birkaç yıl içinde bir şeyler bulabiliriz. yaşanabilir bölge gezegenleri için bunun üzerine.

ekzoplanet atmosfer tespiti

Radyo dalgalarında ve bahsetmeye değer, görünür ışıkta, iyi bir makale bulamadım, ama eğer yabancı bir gezegen bize dar bir ışınla mesaj gönderirse - o zaman, bir çekim yapmaları şartıyla bunu tespit edebileceğimize eminim. yeterince büyük ışın, Ama şimdiki çıktımızla başka bir dünyayı tespit edebilir miyiz? Bu tür bir algılama teknolojisine yakın olduğumuzu sanmıyorum.

(ve eğer yanlış bir şey yaparsam düzeltmeyi kabul ederim).

(Neil Turner'ın von Karman konuşması sırasında böyle bir şey sordum)

Sana cevap verdi mi? İyi bir şey söyledi mi?

Neal Turner'ın “Gezegenlerin Doğuşu” von Karman'dan yanıtı

Güneş sistemimizin çok uzak, özdeş bir kopyasının etrafındaki gezegenleri nasıl tespit ederdik? Gezegenlerimizin transit yöntemi kullanılarak tespit edilmesi gerekir mi?

Genel olarak, evet. Jüpiter muhtemelen bir yörüngeyi ya da belki ikisini beklemeye istekli iseniz, radyal hız yöntemiyle muhtemelen tespit edersiniz, bu yüzden Jüpiter'in güneşin etrafında dolaşması için 12 yıl.

Diğer gezegenler gerçekten zor olurdu. Geçtilerse, bizimkine benzer bir teknolojiyle onları tespit edebilirsiniz. Şanslı olmalısınız çünkü güneş sistemimiz [Kepler tarafından keşfedilenler] gibi küçük değildir; oldukça yayılmış. Yıldızına çok yakın bir gezegeniniz varsa, rastgele bir yönelime sahipseniz, görüş hattınız boyunca olacağı için iyi bir şansınız vardır. Çok uzaksa, oryantasyonu için daha birçok olasılık var ve eğer işler rastgele ise, görüş alanınız boyunca tam olarak alacağınız çok daha küçük bir olasılık var.

Bu yüzden birisinin Jüpiter'imizi yakındaki bir yıldızdan görmesi sıcak bir Jüpiter'i görmemizden çok daha az muhtemeldir. Güneş sistemimize bakan ve şu anda geçişleri gören çok az sayıda uzaylı var.