1: Radialhastighedsmetoden I

Transkript

1 1: Radialhastighedsmetoden I Vi har i kurset opstillet og benyttet følgende sammenhænge mellem parametre for planet og stjerne, i et system hvor en planet findes via radialhastighedsmetoden m M J vstjerne P sin i = 203 m/s d 1/3 M M sol 2/3 a AE = 0,01957 ( P / d ) ( M / M ) 3 2 sol (Keplers 3. lov) Diskuter sammenhængen mellem de enkelte parametre. Hvilken type af planetsystemer er nemmest at finde via denne metode? Hvordan vil hastighedskurven for en planet i en bane med stor excentricitet se ud? Diskuter metoder og resultater for radialhastighedsmetoden med udgangspunkt i: A ~7.5 M(earth) planet orbiting the nearby star, GJ 876 Eugenio J. Rivera, Jack J. Lissauer, R. Paul Butler, Geoffrey W. Marcey et al.,

2 2

3 3

4 2: Radialhastighedsmetoden II Beskriv hvad vi har lært om de fysiske egenskaber af exoplanetsystemer, ud fra de exoplaneter vi har fundet via radialhastighedsmetoden. Tag udgangspunkt i: Observed Properties of Exoplanets: Mases, Orbits, and Metallicities Geoffrey Marcey, R. Paul Butler, Debra Fischer, Steven Vogt et al., 2005 Hvor små planeter er det muligt at finde via radialhastighedsmetoden og hvad begrænser nøjagtigheden af radialhastighedsmetoden? 4

5 5

6 6

7 Discovery space with latest discoveries added Gl 876 Gl 876 Gl 436 Gl 581 Gl 876 7

8 3: Planetdetektion ved astrometri Vi har i kurset opstillet og benyttet følgende sammenhænge mellem parametre for planet og stjerne, i et system hvor en planet findes via astrometri Δθ = a AE m M d pc μas Diskuter sammenhængen mellem de enkelte parametre. Hvilken type af planetsystemer er nemmest at finde via denne metode? Diskuter metoder og forventninger til astrometrimetoden med udgangspunkt i: The Gaia Mission: Science Highlights, F. Mignard, 2005 Observed Properties of Exoplanets: Mases, Orbits, and Metallicities, Geoffrey Marcey, R. Paul Butler, Debra Fischer, Steven Vogt et al.,

9 Jupiter set fra d=1 parsec (AU=arcsec) Solsystemet set fra d=1 parsec (AU=arcsec) 5 pc 2 pc 10 pc 9

10 10

11 11

12 4: Reflekteret lys og termisk stråling Vi har i kurset diskuteret muligheden for at detektere det reflekterede lys fra overfladen af en planet og samtidigt set på mulighederne for at detektere den termiske stråling fra planetens overflade (vi har også regnet en opgave som illustrerer disse forhold). Diskuter mulighederne for at finde planeter via disse metoder. Hvilken type af planetsystemer er nemmest at finde via disse metode? Diskuter metoder og forventninger til detektion af termisk stråling med udgangspunkt i: The Darwin Mission and exo-planets, M. Friedlund,

13 Darwin (ESA): 2015? TPF 13

14 14

15 5: Transitmetoden I Planeten omkring stjernen HD foretager en gang hvert 3,5 døgn en passage ind foran stjerneskiven. Fra HST er denne transit/passage blevet studeret nøjagtigt også med henblik på undersøgelse af en mulig eksistens af måner og/eller en skive omkring planeten. Diskuter metoder og resultater for transitmetoden med udgangspunkt i: Hubble Space Telescope Time-Series Photometry of the Transitting Planet of HD Timothy M. Brown, David Charbonneua, Ronald L. Gilliland, Robert W. Noyes and Adam Burrows,

16 16

17 17

18 18

19 6: Transitmetoden II Planeten omkring stjernen HD foretager en gang hvert 3,5 døgn en passage ind foran stjerneskiven. Fra HST er denne transit/passage blevet studeret nøjagtigt med henblik på undersøgelse af forholdene i planetens atmosfære. Diskuter metoder og resultater for studiet af HD209458b s atmosfære med udgangspunkt i: Detection of an Extrasolar Planet Atmosphere David Charbonneua, Timothy M. Brown, Robert W. Noyes and Ronald L. Gilliland, 2002 On the indirect Detection of Sodium in the Atmosphere of the Planetary Companion to HD Timothy M. Brown, David Charbonneua, Ronald L. Gilliland, Robert W. Noyes and Adam Burrows,

20 Na opacitetet 20

21 21

22 22

23 7: Mikrolinseteknikken I På det seneste er det lykkedes at finde exoplaneter ved studiet af lyskurver for stjerner som gennemløber en mikrolinse (gravitationel) begivenhed. Diskuter mulighederne for at finde planeter via denne metode. Hvilken type af planetsystemer er nemmest at finde via denne metode? Diskuter metoder og resultater for mikrolinseteknikken med udgangspunkt i: A Jovian-Mass Planet in Microlensing Event OGLE-2005-BLG-071, Udalski, A., Jaroszynski, M., Paczynski, B., et al.,

24 Caustic Curve 24

25 Negativ Positiv 25

26 Time of closest approach: Impact parameter: Einstein crossing time: Mass ratio: Separation of the two comp.: Angle of source-lens motion: Source size: Flux parameters: t u t 0 E q = m M b (normalized toθ ) α 0 ρ = θ θ Af + f s (normalized toθ ) b E E E 0.08M 0.5M Jup sun < M < 0.5M < m p < 4M Jup sun 26

27 8: Mikrolinseteknikken II På det seneste er det lykkedes at finde exoplaneter ved studiet af lyskurver for stjerner som gennemløber en mikrolinse (gravitationel) begivenhed. Diskuter metoder og resultater for mikrolinseteknikken med udgangspunkt i: Discovery of a cool planet of 5.5 Earth masses through gravitational microlensing, Beaulieu, J-P., Bennett, D. P., Fouque, P., et al., 2006 Hvilke konklusioner kan drages omkring frekvensen af hhv. tunge og lette planeter i kredsløb omkring stjerner i Mælkevejen - ud fra de seneste målinger via mikrolinseteknikken? 27

28 28

29 Time of closest approach: Impact parameter: Einstein crossing time: Mass ratio: Separation of the two comp.: Angle of source-lens motion: Source size: Flux parameters: t u t 0 E q = m M b (normalized toθ ) α 0 ρ = θ θ Af + f s (normalized toθ ) b E E E 2.8 M mp < < 11M 29

30 Discovery space with latest discoveries added Gl 876 OGLE-2003-BLG-235 OGLE-2005-BLG-071 Gl 876 Gl 436 Gl 581 OGLE-2005-BLG-169 Gl 876 OGLE-2005-BLG