Sveiki atvykę į mūsų seriją apie medžioklės metodus „Exoplanet“! Šiandien apžvelgiame įdomų ir unikalų metodą, žinomą kaip „Gravitational Microlensing“.
Neįprastų saulės planetų medžioklė pastarąjį dešimtmetį įkaista. Dėl patobulintų technologijų ir metodikos, pastebėtas egzoplanetų skaičius (nuo 2017 m. Gruodžio 1 d.) Pasiekė 3 710 planetas 2780 žvaigždžių sistemose, o 621 sistema gali pasigirti keliomis planetomis. Deja, dėl įvairių apribojimų astronomai yra priversti kovoti, didžioji dauguma jų buvo atrasta naudojant netiesioginius metodus.
Vienas iš dažniausiai naudojamų būdų netiesiogiai aptikti egzoplanetas yra žinomas kaip „Gravitational Microlensing“. Iš esmės šis metodas remiasi tolimų objektų gravitacine jėga, kad sulenktų ir sufokusuotų iš žvaigždės kylančią šviesą. Kai planeta eina prieš žvaigždę stebėtojo atžvilgiu (t. Y. Pereina), šviesa išmatuojama, kuri vėliau gali būti naudojama planetos buvimui nustatyti.
Šiuo atžvilgiu „Gravitational Microlensing“ yra sumažinta „Gravitational Lensing“ versija, kai įsikišantis objektas (pavyzdžiui, galaktikų spiečius) yra naudojamas fokusuoti šviesą, sklindančią iš galaktikos ar kito objekto, esančio už jos ribų. Į jį taip pat įtrauktas labai efektyvaus tranzito metodo elementas, kai žvaigždės stebimos, ar ryškumas nenusileidžia, kad būtų nustatyta egzoplanetos buvimas.
Apibūdinimas:
Remiantis Einšteino bendrojo reliatyvumo teorija, dėl gravitacijos erdvėlaikio audinys sulenkiamas. Dėl šio efekto objekto gravitacija paveiktą šviesą gali iškreipti ar sulenkti. Jis taip pat gali veikti kaip objektyvas, todėl šviesa tampa labiau sufokusuota ir tolimi objektai (pvz., Žvaigždės) stebėtojui tampa ryškesni. Šis poveikis pasireiškia tik tada, kai dvi žvaigždės yra beveik tiksliai suderintos su stebėtoju (t. Y. Viena yra priešais kitą).
Šie „lęšio įvykiai“ yra trumpi, tačiau gausūs, nes Žemė ir žvaigždės mūsų galaktikoje visada juda vienas kito atžvilgiu. Per pastarąjį dešimtmetį buvo pastebėta daugiau nei tūkstantis tokių įvykių, kurie paprastai truko kelias dienas ar savaites vienu metu. Iš tikrųjų šį efektą 1919 m. Panaudojo seras Arthuras Eddingtonas, kad pateiktų pirmuosius bendrosios reliatyvumo empirinius įrodymus.
Tai įvyko per 1919 m. Gegužės 29 d. Saulės užtemimą, kur Eddingtonas ir mokslinė ekspedicija išvyko į Principe salą prie Vakarų Afrikos krantų fotografuoti žvaigždžių, kurios dabar buvo matomos Saulės regione. Paveikslėliai patvirtino Einšteino prognozę parodydami, kaip šiek tiek paslinko šių žvaigždžių šviesa, reaguodama į Saulės gravitacinį lauką.
Iš pradžių 1991 m. Šią techniką pasiūlė astronomai Shude Mao ir Bohdanas Paczynski, siekdami ieškoti dvejetainių žvaigždžių palydovų. Jų pasiūlymą 1992 m. Patikslino Andy Gould ir Abraham Loeb kaip egzoplanetų aptikimo metodą. Šis metodas yra efektyviausias ieškant planetų link galaktikos centro, nes galaktikos išsipūtimas suteikia daugybę fono žvaigždžių.
Privalumai:
Mikrolensingas yra vienintelis žinomas metodas, galintis atrasti planetas tikrai dideliais atstumais nuo Žemės ir galintis rasti mažiausias iš egzoplanetų. Radialinio greičio metodas yra efektyvus ieškant planetų, esančių iki 100 šviesmečių atstumu nuo Žemės, o tranzitinė fotometrija gali aptikti šimtų šviesmečių atstumu esančias planetas, mikroelektronika gali rasti tokias planetas, kurios yra už tūkstančių šviesmečių atstumu.
Nors dauguma kitų metodų turi aptikimo paklaidą mažesniųjų planetų atžvilgiu, mikrlentelėjimo metodas yra jautriausia priemonė aptikti planetas, esančias maždaug 1–10 astronominių vienetų (AU) atstumu nuo saulės tipo žvaigždžių. Mikroelementų sumažinimas taip pat yra vienintelė patikrinta priemonė mažos masės planetoms aptikti platesnėse orbitose, kur tranzito metodas ir radialinis greitis yra neveiksmingi.
Visi šie privalumai paverčia mikroplėšą efektyviausiu metodu, kaip surasti į Žemę panašias planetas aplink Saulę primenančias žvaigždes. Be to, naudojant mikro antžeminius įrenginius, galima efektyviai atlikti mikrotraukimo tyrimus. Kaip ir tranzito fotometrija, „Microlensing“ metodas naudingas tuo, kad jis gali būti naudojamas vienu metu apžiūrėti dešimtis tūkstančių žvaigždžių.
Trūkumai:
Kadangi mikrotraumos įvykiai yra unikalūs ir negali būti kartojami, visos šiuo metodu aptiktos planetos nebebus stebimos. Be to, aptiktos planetos yra labai toli, todėl tolesnių tyrimų atlikti praktiškai neįmanoma. Laimei, paprastai atliekant mikrotraukimą, nereikia atlikti tolesnių tyrimų, nes jie turi labai aukštą signalo ir triukšmo santykį.
Nors patvirtinimas nėra būtinas, kai kurie planetų mikrovalymo įvykiai buvo patvirtinti. Planetinis OGLE-2005-BLG-169 įvykio signalas buvo patvirtintas HST ir Kecko stebėjimais (Bennett et al. 2015; Batista et al. 2015). Be to, atliekant mikroįpūtimo tyrimus, galima gauti tik apytikslį planetos atstumo įvertį, paliekant didelę paklaidą.
Mikrolensingas taip pat negali tiksliai apskaičiuoti planetos orbitos savybių, nes vienintelė orbitos savybė, kurią galima tiesiogiai nustatyti šiuo metodu, yra dabartinė planetos pusiau pagrindinė ašis. Planetos, turinčios ekscentrinę orbitą, bus aptinkamos tik mažoje jos orbitos dalyje (kai ji yra toli nuo žvaigždės).
Galiausiai, mikrotraukimas priklauso nuo retų ir atsitiktinių įvykių - vienos žvaigždės praėjimo tiksliai priešais kitą, kaip matyti iš Žemės -, todėl aptikimas yra retas ir nenuspėjamas.
Gravitacinių mikrolensingo tyrimų pavyzdžiai:
Apklausos, kurių metu remiamasi mikrolensingo metodu, apima optinio gravitacinio objektyvo eksperimentą (OGLE) Varšuvos universitete. Universiteto astronomijos observatorijos direktoriaus Andrzejaus Udalskio vadovaujamas šis tarptautinis projektas naudoja 1,3 metro „Varšuvos“ teleskopą Las Campanas mieste, Čilėje, kad galėtų ieškoti mikroelektrinių įvykių 100 žvaigždžių lauke aplink galaktikos sprogimą.
Taip pat yra grupės „Microlensing Observations in Astrophysics“ (MOA) grupė, bendradarbiaujanti tarp Naujosios Zelandijos ir Japonijos tyrėjų. Nagojos universiteto profesoriaus Yasushi Muraki vadovaujama ši grupė naudoja mikrolensingo metodą tamsiosios medžiagos, ne saulės saulės planetų ir žvaigždžių atmosferos iš pietų pusrutulio tyrimams atlikti.
Tada yra zondavimo objektyvo anomalijų tinklas (PLANET), kurį sudaro penki vieno metro teleskopai, paskirstyti aplink pietinį pusrutulį. Bendradarbiaujant su „RoboNet“, šis projektas gali pateikti beveik nuolatinius stebėjimus, susijusius su mikroelektrinių įvykių, sukeltų planetų, kurių masė yra tokia maža kaip Žemė, metu.
Iki šiol jautriausias tyrimas yra Korėjos mikrolensingo teleskopo tinklas (KMTNet), projektas, kurį Korėjos astronomijos ir kosmoso mokslo institutas (KASI) inicijavo 2009 m. KMTNet remiasi trijose pietinėse observatorijose esančiais instrumentais, kad užtikrintų nuolatinį 24 valandas trunkantį stebėjimą. galaktikos išsipūtimas, ieškant mikrotraukų, kurie nukreiptų kelią į žemės masės planetas, skriejančias aplink žvaigždžių gyvenamąsias zonas.
Čia „Space Magazine“ esame parašę daug įdomių straipsnių apie egzoplanetų aptikimą. Štai kas yra papildomos saulės planetos ?, kas yra tranzito metodas ?, kas yra radialinio greičio metodas ?, kas yra gravitacinis objektyvas? ir Keplerio visata: daugiau planetų mūsų galaktikoje nei žvaigždžių
Norėdami gauti daugiau informacijos, būtinai apsilankykite NASA puslapyje „Exoplanet Exploration“, „Planetary Society“ puslapyje „Extrasolar Planet“ ir NASA / „Caltech Exoplanet Archive“.
Astronomijos aktoriai taip pat turi atitinkamų epizodų šia tema. Štai 208 epizodas: „Spitzer“ kosminis teleskopas, 337 epizodas: fotometrija, 364 epizodas: „CoRoT“ misija ir 367 epizodas: „Spitzeris veikia egzoplanetas“.
Šaltiniai:
- NASA - 5 būdai surasti planetą
- Planetų draugija - mikrolensingas
- Vikipedija - egzoplanetų aptikimo metodai
