จักรวาลวิทยา - การตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบ
Astrobiologyคือการศึกษากำเนิดวิวัฒนาการการกระจายและอนาคตของสิ่งมีชีวิตในจักรวาล เกี่ยวข้องกับการค้นพบและการตรวจจับExtrasolar Planets.
Astrobiology กล่าวถึงประเด็นต่อไปนี้ -
ชีวิตเริ่มต้นและมีวิวัฒนาการอย่างไร? (ชีววิทยา + ธรณีวิทยา + เคมี + วิทยาศาสตร์บรรยากาศ)
มีโลกนอกโลกที่เอื้ออำนวยต่อชีวิตหรือไม่? (ดาราศาสตร์)
อนาคตของชีวิตบนโลกจะเป็นอย่างไร?
Astronomy กล่าวถึงประเด็นต่อไปนี้ -
จะตรวจจับระบบดาวเคราะห์รอบดาวดวงอื่นได้อย่างไร?
วิธีหนึ่งคือการถ่ายภาพโดยตรง แต่เป็นงานที่ยากมากเนื่องจากดาวเคราะห์เป็นแหล่งกำเนิดแสงที่จางมากเมื่อเทียบกับดวงดาวและแสงที่มาจากดาวดวงนั้นมีแนวโน้มที่จะสูญเสียไปในแสงจ้าจากดาวแม่
คอนทราสต์จะดีกว่าเมื่อดาวเคราะห์อยู่ใกล้ดาวแม่มากขึ้นและร้อนจัดจึงปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมาอย่างเข้มข้น เราสามารถสร้างภาพในย่านอินฟราเรด
เทคนิคการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบ
เทคนิคที่มีประสิทธิภาพที่สุดสำหรับการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบมีดังต่อไปนี้ แต่ละสิ่งเหล่านี้ยังมีการอธิบายรายละเอียดในบทต่อ ๆ ไป
วิธีความเร็วเรเดียล
เรียกอีกอย่างว่าวิธี Doppler ในสิ่งนี้ -
ระบบดาวดวงนี้หมุนรอบศูนย์กลางของพวกมันซึ่งเป็นศูนย์กลางของดาวฤกษ์
สามารถตรวจจับการโยกเยกได้โดย
กะสีแดง / น้ำเงินเป็นระยะ Astrometry - วัดวัตถุบนท้องฟ้าได้อย่างแม่นยำมาก
วิธีการขนส่ง
วิธีการขนส่ง (กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์) ใช้เพื่อหาขนาด การลดลงของความสว่างของดาวโดยดาวเคราะห์มักจะน้อยมากซึ่งแตกต่างจากระบบเลขฐานสอง
การถ่ายภาพโดยตรง
การถ่ายภาพดาวเคราะห์โดยใช้กล้องโทรทรรศน์
ให้เราดูกรณีศึกษาที่ทำเกี่ยวกับ Radial Velocity Method
กรณีศึกษา
กรณีศึกษานี้อยู่บนวงโคจรแบบวงกลมและระนาบของวงโคจรที่ตั้งฉากกับระนาบของท้องฟ้า เวลาที่ใช้โดยรอบ barycenter จะเท่ากัน จะเท่ากับความแตกต่างของเวลาระหว่างสอง Redshift หรือ Blueshift
พิจารณาภาพต่อไปนี้
ที่ A และ C - วัดความเร็วเต็ม ที่ C ความเร็วเป็นศูนย์
Vrmax = V *คือความเร็วที่แท้จริงของดาว
P คือช่วงเวลาของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์
θคือเฟสของวงโคจร
มวลดาว - M * , รัศมีวงโคจร a * , มวลดาวเคราะห์mp.
จากจุดศูนย์กลางของสมการมวล
$$ m_p a_p = M_ \ ast a_ \ ast $$
จากสมการความเร็ว
$$ V_ \ ast = \ frac {2 \ pi a_ \ ast} {P} $$
$$ \ Rightarrow a_ \ ast = \ frac {PV_ \ ast} {2 \ pi} $$
จาก Kepler’s Law,
$$ P ^ 2 = \ frac {4 \ pi ^ 2a_p ^ 3} {GM_ \ ast} $$
$$ \ Rightarrow a_p = \ left (\ frac {P ^ 2GM_ \ ast} {4 \ pi ^ 2} \ right) ^ {1/3} $$
จากสมการข้างต้นเราได้ -
$$ \ Rightarrow m_p = \ left (\ frac {P} {2 \ pi G} \ right) ^ {1/3} M_ \ ast ^ {2/3} V_ \ ast $$
เราได้รับ: $ m_p, a_p $ และ $ a_ \ ast $
สมการข้างต้นมีความเอนเอียงไปทางดาวเคราะห์ที่มีมวลมากที่สุดที่อยู่ใกล้กับดาวฤกษ์
สิ่งที่ต้องจำ
Astrobiology คือการศึกษาต้นกำเนิดวิวัฒนาการการกระจายและอนาคตของสิ่งมีชีวิตในจักรวาล
เทคนิคในการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบ ได้แก่ : Radial Velocity Method, Transit Method, Direct Imaging เป็นต้น
การโยกเยกสามารถตรวจจับได้โดยการกะสีแดง / น้ำเงินเป็นระยะและ Astrometry
Radial Velocity Method มีความเอนเอียงในการตรวจจับดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์