Bagaimana planet-planet jahat ditemukan?

8

Planet biasanya ditemukan dengan mengamati bintang dan menunggu tingkat cahaya turun ketika sebuah planet lewat di depannya, tetapi bagaimana dengan planet jahat yang tidak memiliki bintang induk?

planet observational-astronomy rogue-planet Michael Blake
sumber

Jawaban:

1

Satu-satunya cara adalah melalui metode transit yang Anda gambarkan dalam pertanyaan Anda, namun cukup tidak mungkin secara statistik bahwa sebuah planet jahat akan melewati garis pandang antara kami dan bintang lain yang bukan merupakan anggota planet.

The Transit Exoplanet Survey Satellite akan memberikan secercah harapan mengidentifikasi beberapa peristiwa ini. Ini akan memerlukan pengamatan konstan semacam ini karena transit hanya akan terjadi sekali dan tidak secara teratur seperti planet transit yang mengorbit.

Sebuah cahaya bintang yang jauh dapat secara gravitasi di-microlensed oleh planet jahat, namun planet itu harus sangat besar untuk menghasilkan efek yang nyata (lebih banyak dari katai coklat daripada planet jahat) dan bahkan kemudian efeknya akan cepat berlalu.

Pencitraan langsung akan sangat tidak mungkin karena planet jahat tidak akan cukup dekat dengan bintang untuk memantulkan sejumlah besar cahayanya.

christopherlovell
sumber
Bisakah Anda memberi tahu kami seberapa besar "kilau" itu? Dan bagaimana mungkin mengidentifikasi planet - yang merupakan pertanyaan bertanya?
Rob Jeffries
Itu adalah kiasan yang merujuk pada kemungkinan deteksi yang tidak mungkin berlanjut. Peristiwa yang dimaksud adalah transit, dijelaskan dalam pertanyaan dan disebutkan dalam paragraf pertama
christopherlovell
Cukup adil. Saya pikir identifikasi Transit dari planet yang terisolasi akan menjadi tidak mungkin, meskipun survei statistik mungkin dilakukan. -1 saya untuk mengatakan pencitraan langsung tidak mungkin, karena ini bagaimana hampir semua kandidat planet terisolasi telah ditemukan.
Rob Jeffries
6

Dapat diperdebatkan, "planet jahat" telah ditemukan oleh pencitraan langsung.

Planet raksasa saat pertama kali terbentuk adalah besar dan panas. Mereka memancarkan cahaya mereka sendiri, sebagian besar di inframerah. Jadi, planet muda yang terisolasi dapat dilihat secara langsung.

Ada berbagai klaim dalam literatur bahwa objek sekecil beberapa massa Jupiter telah diidentifikasi di daerah pembentukan bintang muda. Lihat berbagai makalah oleh kelompok penelitian kurcaci coklat IAC

http://adsabs.harvard.edu/abs/2000Sci...290..103Z

http://adsabs.harvard.edu/abs/2002ApJ...578..536Z

http://adsabs.harvard.edu/abs/2014A%26A...568A..77Z

http://adsabs.harvard.edu/abs/2013MmSAI..84..926Z

Klaim-klaim ini terbuka untuk dikritik - kadang-kadang sulit untuk mengatakan apakah objek samar benar-benar milik wilayah pembentuk bintang yang diamati, daripada menjadi objek latar belakang yang tidak terkait. Massa yang diklaim juga sangat bergantung pada model untuk hubungan luminositas-massa sebagai fungsi dari usia, dan usia benda-benda ini tidak mudah dibatasi.

Meskipun demikian, tidak mengherankan jika, dalam pusaran pembentukan gugusan bintang, beberapa sistem planet dilucuti dari bintang induknya dengan pertemuan dekat dengan benda-benda lain.

Kemungkinan melihat benda-benda massa planet yang lebih tua, terisolasi, tipis, tetapi microlensing tampaknya menjadi satu-satunya teknik yang saat ini tersedia. Tanda tangan microlensing dari planet yang mengambang bebas tentu saja tidak dapat diulang sehingga planet yang ditemukan tidak dapat ditindaklanjuti dengan cara apa pun. Namun, survei peristiwa microlensing dapat menjadi cara untuk mengatakan sesuatu secara statistik tentang seberapa umum objek tersebut. Lihat misalnya http://astrobites.org/2011/05/24/free-floating-planets-might-outnumber-stars/

EDIT: Perlu juga dicatat bahwa apakah semua ini benar-benar "planet" sama sekali masih diperdebatkan. Mereka bisa menjadi planet asli, dibentuk dengan cara yang sama seperti hipotesis untuk sebagian besar planet raksasa - yaitu dengan pertambahan ke inti berbatu yang terbentuk di sekitar bintang. Mereka kemudian dapat dipindahkan dari bintang induknya dengan interaksi dinamis dengan tubuh lain dalam sistem mereka atau dengan tubuh ketiga. Seperti yang saya katakan di atas, simulasi N-body memprediksi bahwa ini akan terjadi (misalnya Liu et al. 2013 ).

Di sisi lain mereka dapat mewakili fragmen gas massa paling rendah yang dapat terbentuk selama keruntuhan dan fragmentasi awan molekul dan bahwa untuk beberapa alasan tidak dapat mengalirkan gas lebih lanjut (yaitu mereka benar-benar lebih seperti kerdil coklat bermassa rendah). ). Ini disebut "batas fragmentasi" adalah orde 10 massa Jupiter, tetapi jika itu sedikit lebih rendah mungkin menjelaskan planet mengambang bebas yang telah dilihat sejauh ini.

Rob Jeffries
sumber
Tampak sensis. Bintang tidak hanya muncul dari eter. Mereka semua akan tumbuh mirip dengan sebuah planet sampai mendapatkan massa yang cukup untuk fusi, jadi akan mengejutkan jika tubuh seperti itu tidak ada. Agaknya, tidak semua tubuh seperti itu tumbuh ke tingkat bintang, sehingga akan mengikuti bahwa beberapa akan bertahan seperti itu.
Mitch Goshorn
@MitchGoshorn Sebagian besar peneliti berpikir bahwa planet dan bintang raksasa terbentuk dengan cara yang berbeda dan inilah ciri khas mereka. Jadi asal usul "planet mengambang bebas" dapat diperdebatkan saat ini. Kode-kode N-tubuh yang relevan menunjukkan bahwa planet-planet tersingkir selama kehidupan awal dalam sebuah cluster (di mana sebagian besar bintang terbentuk). Ada "batas fragmentasi", yang bisa setinggi 10 massa Jupiter yang mencegah "planet" terbentuk dengan cara yang sama seperti bintang. Tetapi ada yang mengatakan batas bawah ini bisa lebih rendah.
Rob Jeffries
Mereka mungkin proses yang berbeda, tetapi sampai menjadi bintang atau bintang muncul di dekatnya, komposisi awan tempat ia tumbuh harus cukup konsisten. Mereka tidak terbatas pada jalur orbit seperti pada pembentukan planet biasa, sehingga mereka mungkin akhirnya tumbuh lebih besar dari raksasa gas khas Anda, tetapi secara komposisi mereka harus sangat mirip dengan raksasa gas tetangga.
Mitch Goshorn
Tidak ada argumen, pada dasarnya sama dengan hasil edit Anda (saya belum melihatnya, permintaan maaf).
Mitch Goshorn
5

Menggunakan microlensing MOA (Obyek Microlensing dalam Astrofisika), OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) kelompok telah menemukan banyak planet mengambang bebas.

Bintang-bintang, planet mengambang bebas dll semua bergerak di sekitar pusat galaksi kita. Mereka bergerak dengan kecepatan yang berbeda, sehingga sangat kadang-kadang objek latar depan melewati garis pandang langsung ke bintang latar belakang. Ketika ini terjadi, gravitasi dari objek latar depan bertindak seperti lensa yang memperbesar gambar bintang latar belakang. Saat penyelarasan menjadi lebih baik, kecerahan objek latar tampak mencerahkan. Ini memudar lagi saat pelurusan semakin buruk. Dengan penyejajaran yang sangat dekat, kecerahan yang tampak dari bintang latar dapat meningkat 1000 kali lipat. Durasi naik turunnya sebagian besar tergantung pada massa objek latar depan. Untuk planet-planet massa Jupiter sekitar 4 hari, untuk planet-planet massa bumi ada dalam urutan beberapa jam. Untuk objek permukaan tunggal naik turunnya kecerahan bintang latar belakang adalah bentuk yang sangat halus dan terkenal. Jika objek latar depan adalah bagian dari biner, kurva ini akan terdistorsi dengan benjolan tambahan, penurunan dan anomali lainnya.

Perhatikan bahwa microlensing tidak perlu mendeteksi cahaya dari objek latar depan, sehingga bisa dalam urutan massa, planet yang tidak diterangi bebas dari bintang mana pun, bintang yang sangat redup, bintang normal, katai putih, bintang neutron atau bahkan lubang hitam.

Grup MOA dan Ogle memantau jutaan bintang per malam. Mereka menemukan 1000+ acara microlensing per tahun. Sebagian kecil dari ini kurang dari satu hari panjang, dan tidak memiliki tanda-tanda benjolan dan goyangan ekstra. Jadi mereka berasal dari planet yang mengambang bebas.

Namun mengukur massa lensa tunggal membutuhkan banyak pengamatan dan efek urutan kedua. Jika bintang latar belakang besar dalam diameter sudut, kurva cahaya microlensing itu terdistorsi. Memodelkan distorsi ini dengan perkiraan jenis bintang latar belakang, hasil dan estimasi massa objek lensa. Jika mengamati peristiwa yang sama dari 2 tempat, dimungkinkan untuk mengukur waktu tunda antara ketika cahaya tiba di setiap tempat. Ini menghasilkan perkiraan jarak ke objek latar depan. Ini dengan mengetahui jenis bintang latar menghasilkan perkiraan massa.

Planet mengambang bebas dengan bulan mungkin telah ditemukan. lihat situs web MOA http://www.phys.canterbury.ac.nz/moa/ untuk rincian lebih lanjut tentang menemukan planet jahat menggunakan microlensing

Pesawat ruang angkasa Kepler dan tim microlensing berada dalam kampanye bersama, yang tujuan utamanya adalah untuk mendeteksi dan kemudian mengukur massa planet mengambang bebas. Karena Kepler jauh dari bumi ada penundaan substansial antara kurva cahaya dan yang diukur dari bumi. Lihat http://www.nasa.gov/feature/ames/kepler/searching-for-far-out-and-wandering-worlds

TazAstroSpacial
sumber