Orienteringskurs
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 35

Orienteringskurs Astrobiologi Del 9 PowerPoint PPT Presentation


  • 80 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Orienteringskurs Astrobiologi Del 9. Tidiga spekulationer. Epikur: “Det finns oändliga antal världar lika vår jord. Vi måste tro att i alla väldar finns det levande varelser och planeter och andra saker som finns i världen”

Download Presentation

Orienteringskurs Astrobiologi Del 9

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Orienteringskurs

Astrobiologi

Del 9


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Tidiga spekulationer

Epikur: “Det finns oändliga antal världar lika vår jord. Vi måste tro att i alla väldar finns det levande varelser och

planeter och andra saker som finns i världen”

Giordano Bruno: Det finns otaliga stjärnor och otaliga jordar

som rotera kring deras solar i exakt samma

sätt som de 7 (!) planeter i vårt system.

Dessa otaliga världar är inte sämre och inte

mindre bebodda än vår jord

Epikur

Giordano Bruno

Campo dei Fiori


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Tidiga spekulationer

Huygens: “Varför skulle inte en av dessa stjärnor har en så

stor skara av planeter som vår. Det finns starka skäl

att den skulle.”

Kapten W. S. Jacob: Avvikelser i omloppstider av 70 Ophiuchi

tyder på planet (handlade om

dubbelstjärna)

Problem: Bruna dvärgar och andra mörka objekt ofta misstänktes som exoplaneter.

Madras Observatory


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Vad skiljer exoplaneter från bruna dvärgar ?

Definition av IAU för exoplaneter

Objekt med en massa mindre än nedre gränsen för termonuklear

fusion av deuterium (M = 13 Jupitermassor vid solmetallicitet,

T ~ 106 K ) som kretsar kring stjärnor eller stjärnrester.

Objekt med en högre massor klassificeras minst som bruna dvärgar

Objekt som flyger fritt i stjärnhopar under deuteriumfusionsmassa

betecknas som sub-bruna dvärgar (sub brown dwarfs)

Planeterna måste uppfylla minimikrav som gäller i solsystemet


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Första upptäckter

1988: Campbell, Walker & Young rapporterar “stellar companion”

(medföljare till stjärna) i g Cephei och c1 Orionis A)

 massa för liten för bruna dvärgar

1992: Alexandr Wolszczan and Dale Frail upptäcker de första

enhälligt bekräftade exoplaneter

2002: Jupiter-lik planet bekräftat i g Cephei

Men: Pulsarer är inte särskilt livsvänliga


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Första upptäckter

1995: Michel Mayor & Didier

Queloz upptäcker första

exoplaneten kring en

huvudsekvensstjärna (51 Peg)

Observatoire Haute Provence


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Namn av exoplaneter

I dag kring 700 exoplaneter upptäckta, nomenklatur nödvändig

2 delar (versaler ockh icke-versaler)

Första upptäckta stjärnan i ett stjärnsystem får A (versaler i

parentes), nästa B, C och så vidare.

Varje av dessa stjärnor får dessutom en liten a. När solen blir

upptäckt av utomjordingar,blir namnet, Sol (A)a

Exoplaneter som kretsar kring en eller flera stjärnor, får namnet

av stjärnan/-stjärnor de kretsar kring i parentes och numereras

i följd av upptäckten.

Jupiter skulle sedan troligen heter Sol (A)b, Saturn (A)c

Om det är otvetydigt (bara en stjärna i systemet) kan versaler i

parentes försummas, t. ex.ska Jupiter vara Sol b, solen Sol a


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Metoder att upptäcka exoplaneter:

Radial hastighet

Planeter och stjärnor

kretsar kring mass-

medelpunkten av stjärn-

systemet, inte mitten av

stjärnan

Liten rotation av stjärnan

Blåskift vid rörelse till

jorden, rödskift vid

motsatt rörelse

Flesta exoplaneter

detekteras på detta

vis


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Metoder att upptäcka exoplaneter:

Radial hastighet

Mayor & Queloz 1995


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Vid flera exoplaneter

i et stjärnsystem

Anpassning till flera radialhastighets-

kurvor nödvändiga.

Vid Gliese 581 6 exoplaneter upptäckta


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Metoder att upptäcka

exoplaneter:

Pulsar timing

Liknar i princip radialhastighets-

metoden

Pulsarer har mycket väldefinierad

radiofrekvens (1.4 ms till 8 s)

Användes av Wolszczan 1994

för exoplanetupptäckt

funkar tyvärr bara för

pulsarer (ointressanta för liv)


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Metoder att upptäcka

exoplaneter:

Transitmetoden

Planeten reducerar ljusintensiteten

från stjärnan när den passerar

framför den (primär förmörkelse)

kan uppnå till mer än 1.8 %

kräver att solen ligger i eller nära

banytan av planeten (trolighet

minskar med avstånd)

flera planeter kan upptäcks på

detta vis

Katalog av eklipser finns på

nätet, även 0.5 m teleskop

kan används för att iaktta transiter


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Metoder att upptäcka exoplaneter:

Transitmetoden

Ljusintensiteten minskar också när planeten passerar bakom den (sekundär förmörkelse)

Möjligt att utforskar ljuset från planeten genom att observera först

när planeten är inte framför stjärnan (ljus från planet + stjärna)

och jämföra den med observation av sekundär förmörkelse

Kunde tillåta slutsatser om exoplaneters atmosfär

FINESSE missionen (JPL, California planerad)


Orienteringskurs astrobiologi del 9

FINESSE koncept

Problem: Minst 104 faktor skillnad mellan planetens och stjärnans

ljusintensitet

kräver detektorer med stor dynamiskt område


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Metoder att upptäcka exoplaneter: Microlensing

Relativitetsteorin fastställar at tyngdkraften böjer rymden

om jorden och 2 stjärnor ligger exakt på en linje, avböjs ljuset

kring den närmare stjärnan

bakomliggande stjärna ses som en halo


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Metoder att upptäcka exoplaneter: Microlensing

Microlensing öker också intensiteten från bakomliggande stjärnor

Exoplaneter påverkar mikrolensingsignaler (mindre lensing från planeten också)

Planeter som har en bana som är lodrätt till observationsriktningen kan upptäcks


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Variation av transittiden och transitlängden

Andra planeter påverkar transittiden och transitlängden genom

- förskutning av periastron

- förändring av alla banparameter (excentricitet, omloppstid)

mycket känslig metod

kräver närvaro av

stora planeter med

korta omloppstider

rörelsen av stjärnan

kring massmedelpunkten

förskjuter transittiden

bara om stjärnan är

exakt före eller bakom

massmedelpunkten

är transittiden exakt


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Modeller av transittid-

variation

Kan anpassas ganska noggrant

till flerplanetsystem

oftast dåligt signal- brus

förhållande

Transittidvariation av

Gliese 876 b

Transittidvariation av planeter i vårt solsystem sett utifrån

Transittidvariation av planeter i vårt solsystem sett utifrån


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Metoder för att upptäcka

exoplaneter: Direct imaging

2004 första planet kring en brun

dvärg upptäckt

Funkade långt bara för mycket stora planeter med mycket starka teleskop

(Gemini)

sedan 2010 teleskop på JPL som klarar bättre upplösning

möjligtvis kan interferometri

utnyttjas att subtrahera bort stjärnljus

starka interferometrar (ALMA, LOFAR) kunde användas för detta ändamål


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Inbland är direkt upptäckt möjlig efter blockering av stjärnans ljus (vid Fomalhaut finns det troligen en super-Jupiter mer än 100 AU bort från stjärnan, upptäckten senare ifrågasatts)


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Andra metoder

Astrometri: Exakt bestämmning av position av en stjärna över tiden

(används redan för dubbelstjärnsystem sedan länge

Dubbelstjärnförmörkelse: I ett dubbelstjärnsystem kan förmörkelser iakttas när jorden ligger i dess rotationsyta. Planeter påverkar

förmörkelselängden och tiden genom deras gravitationsfält (kan används även för upptäckten av exomånar)

Reflektion: Planeter går genom faser beroende av orbitalpositionen

(som månen och Venus). Skillnader i ljusintensiteten kan detekteras

Exoplanetatmosfärer kan

- ändra stjärnljusets polarisation

- leder till norrskenemission (troligen för svag i synligt ljus,

men kanske detekterbar med radioastronomi)


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Planetatmosfärer

Första obekräftate detektion av metan och vatten i en exoplanet-

atmosfär (Swain, 2009)

Upptäckten har senare ifrågasetts (Mumma 2010)

First tentative observation of methane in HD 189733b


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Antal av exoplaneter upptäckta med olika metoder


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Antal av exoplaneter upptäckta med olika metoder

Transit

Radialhastighet

Microlensing

Timing

Direkt observation


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Exoplaneter i bebobar zon ?


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Gliese 581 g - en bebobar planet ?

Detekteratav Lick-Carnegie Exoplanet survey


Orienteringskurs astrobiologi del 9

Gliese 581 g - en bebobar planet ?

Omlopsstid 37 dagar, omloppsbana 0.146 AU från stjärnan

Massa 3.1 - 4.3 jordmassor

kunde ha atmosfär

Utan atmosfär temperatur -65 till - 45 oC

(kretsar kring röd dvärg)

“tidal locked“ till stjärnan (potentiell nackdel för liv)

existens ifrågasatt av HARPS/HIRES teamet


Orienteringskurs astrobiologi del 9

HARPS

(High Accurracy Radial Velocity Planet Searcher)

Leds av Michel Mayor (Université de Génève)

Använder 3.6 m teleskop vid La Silla (Chile)

kan detektera radiala hastighetsskillnader

av 1m/s

150 exoplaneter upptäckta

Mest uppseendeväckande upptäckt:

HD 85512 b (3.5 jordmasor på randen av

bebobar zon, T utan atmosfär ungefär

300 K, avstånd från stjärnan 0.26 AU,

period 54 dagar)

ESO 3.6 m teleskop (La Silla)


Orienteringskurs astrobiologi del 9

HIRES

(High Accurracy Echelle spectrometer)

Högupplösningsspektrometer lokaliserad på Keck 10 m teleskop på

Mauna Kea, Hawai’i

kontinuerlig täckning för våglängder nedanför 620 nm (röd)


Orienteringskurs astrobiologi del 9

210m teleskop på Keck-

observatoriet är samman-

kopplade till stor

interferometer

Rå spektrum från solljus

Keck telescope

Utanalyserat spektrum


Orienteringskurs astrobiologi del 9

KEPLER

0.95 m rymdteleskop

observerar 100 000 stjärnor inom 3.5 år

Använder transitmetoden för att

upptäcka och karakterisera exoplaneter

Uppskjuten i mars 2009


Orienteringskurs astrobiologi del 9

KEPLER

Uppgifter:

Bestämma tätheten av jordlika och större planeter i eller nära

den bebobara zonen i en stor antal av olika stjärnor

Bestämma fördelningen av storleker och egenskaper av planeter

Bedöma hur många planeter existerar i multistjärnsystem

Bestämma variationen av banradier och planeters reflektivitet,

storleker,massor, densiteter

Identifiera ytterliga planeter i redan upptäckta planetsystem

Utforska egenskaper av stjärnor med planetsystem


Orienteringskurs astrobiologi del 9

DARWIN

4-5 rymdtelekop, 1 skulle fungera som kommunikationscentral

parkerad vid Lagrange L2 punkten (1.5 miljoner km från jorden)

skulle hitta ozon, koldioxid och vatten samtidigt i ett exoplanetatmosfär

Nedprioriterad

av ESA


Orienteringskurs astrobiologi del 9

COROT

30 rymdtelekop,

startat i december 2006

Uppgifter:

- att detektera planeter i andra stjärnsystem genom

transitmetoden

- att studera stjärnans inre

genom att studera seismiska

rörelser över stjärnan som

ändrar dess luminositet

- att beräkna stjärnors massa,

ålder och kemisk samman-

sättning från dessa rörelser


  • Login