Vũ trụ học - Phát hiện hành tinh ngoài hệ mặt trời
Astrobiologylà nghiên cứu về nguồn gốc, sự tiến hóa, sự phân bố và tương lai của sự sống trong vũ trụ. Nó liên quan đến việc khám phá và phát hiệnExtrasolar Planets.
Astrobiology giải quyết các điểm sau -
Cuộc sống bắt đầu và phát triển như thế nào? (sinh học + địa chất + hóa học + khoa học khí quyển)
Có những thế giới bên ngoài trái đất thuận lợi cho sự sống không? (thiên văn học)
Tương lai của cuộc sống trên trái đất sẽ như thế nào?
Astronomy giải quyết các điểm sau -
Làm thế nào để phát hiện hệ thống hành tinh xung quanh các ngôi sao khác?
Một trong những phương pháp là chụp ảnh trực tiếp, nhưng đây là một nhiệm vụ rất khó khăn vì các hành tinh là nguồn ánh sáng cực kỳ mờ nhạt so với các ngôi sao, và những gì ít ánh sáng phát ra từ chúng có xu hướng bị mất đi trong ánh sáng chói từ ngôi sao mẹ của chúng.
Độ tương phản tốt hơn khi hành tinh ở gần ngôi sao mẹ hơn và nóng hơn, do đó nó phát ra bức xạ hồng ngoại cường độ cao. Chúng ta có thể tạo ảnh trong vùng hồng ngoại.
Kỹ thuật phát hiện hành tinh ngoài hệ mặt trời
Các kỹ thuật hiệu quả nhất để phát hiện hành tinh ngoài hệ mặt trời như sau. Mỗi điều này cũng được giải thích chi tiết trong các chương tiếp theo.
Phương pháp vận tốc xuyên tâm
Nó còn được gọi là phương pháp Doppler. Trong này -
Hệ thống hành tinh sao xoay quanh trung tâm của chúng, các ngôi sao sẽ chao đảo.
Có thể phát hiện sự lắc lư bằng
Thay đổi định kỳ Đỏ / Xanh lam. Astrometry - đo các vật thể trên bầu trời rất chính xác.
Phương thức chuyển tuyến
Phương pháp Transit (kính viễn vọng không gian Kepler) được sử dụng để tìm ra kích thước. Độ sáng của sao theo hành tinh thường rất ít, không giống như trong hệ nhị phân.
Hình ảnh trực tiếp
Chụp ảnh hành tinh bằng kính thiên văn.
Chúng ta hãy xem xét một nghiên cứu điển hình được thực hiện trên Phương pháp Vận tốc xuyên tâm.
Nghiên cứu điển hình
Nghiên cứu trường hợp này là về quỹ đạo tròn và mặt phẳng của quỹ đạo vuông góc với mặt phẳng của bầu trời. Thời gian thực hiện của cả hai xung quanh trung tâm sẽ như nhau. Nó sẽ bằng chênh lệch múi giờ giữa hai Redshift hoặc Blueshift.
Hãy xem xét hình ảnh sau đây.
Tại A và C - vận tốc toàn phần được đo. Tại C, vận tốc bằng không.
Vrmax = V * là vận tốc thực của ngôi sao.
P là khoảng thời gian của ngôi sao cũng như hành tinh.
θ là pha của quỹ đạo.
Khối lượng sao - M * , bán kính quỹ đạo a * , khối lượng hành tinhmp.
Từ phương trình khối lượng tâm,
$$ m_p a_p = M_ \ ast a_ \ ast $$
Từ phương trình vận tốc,
$$ V_ \ ast = \ frac {2 \ pi a_ \ ast} {P} $$
$$ \ Rightarrow a_ \ ast = \ frac {PV_ \ ast} {2 \ pi} $$
Từ Kepler’s Law,
$$ P ^ 2 = \ frac {4 \ pi ^ 2a_p ^ 3} {GM_ \ ast} $$
$$ \ Rightarrow a_p = \ left (\ frac {P ^ 2GM_ \ ast} {4 \ pi ^ 2} \ right) ^ {1/3} $$
Từ các phương trình trên, chúng ta nhận được -
$$ \ Rightarrow m_p = \ left (\ frac {P} {2 \ pi G} \ right) ^ {1/3} M_ \ ast ^ {2/3} V_ \ ast $$
Chúng tôi nhận được: $ m_p, a_p $ và $ a_ \ ast $.
Phương trình trên thiên về hầu hết các hành tinh có khối lượng lớn gần với ngôi sao.
Những điểm cần nhớ
Astrobiology là nghiên cứu về nguồn gốc, sự tiến hóa, sự phân bố và tương lai của sự sống trong vũ trụ.
Các kỹ thuật để phát hiện các hành tinh ngoài hệ mặt trời là: Phương pháp Vận tốc xuyên tâm, Phương pháp Chuyển tuyến, Hình ảnh Trực tiếp, v.v.
Sự dao động có thể được phát hiện bằng sự thay đổi định kỳ màu đỏ / xanh lam và Phép đo thiên văn.
Phương pháp Vận tốc xuyên tâm thiên về phát hiện các hành tinh lớn gần ngôi sao.