KOLIKO PLANETOV JE V NAŠI GALAKSIJI? Odkrivanje planetov z metodo gravitacijskega mikrolečenja Avtor: Matej Ulčar Mentorica: doc. dr. Andreja Gomboc Ljubljana, 22. 5. 2012
Jan 12, 2016
KOLIKO PLANETOV JE V NAŠI GALAKSIJI?
Odkrivanje planetov z metodo gravitacijskega mikrolečenja
Avtor: Matej UlčarMentorica: doc. dr. Andreja GombocLjubljana, 22. 5. 2012
Uvod
Zgodovina Gravitacijsko lečenje Občutljivost metode Opazovanja Rezultati opazovanj
Zgodovina
Prvi eksoplanet odkrit leta 1992, okrog zvezde glavne veje 1995
Do danes 763 odkritih planetov 2 metodi odkrivanja planetov:
prehod planeta preko zvezde gibanje zvezde okrog skupnega težišča
Obe metodi zaznata le planete, ki krožijo blizu zvezde 17% do 30% zvezd (podobnih Soncu) ima planet
Gravitacijsko (mikro)lečenje
Pot svetlobe se ukrivi v močnem gravitacijskem polju
Površinska svetlost se ohranja, kotna velikost slike ne
Velike razdalje -> majhni koti, spremljamo samo ojačanje svetlobnega toka
Enačba leče Po splošni teoriji relativnosti se svetloba odkloni za α =
4GM/(rc^2) Karakteristično velikost leče predstavlja Einsteinov radij:
Enačba leče
Iz geometrije lečenja izrazimo kote Brezdimenzijska oblika u=β/θE y=θ/θE
Enačba leče
Zapišemo kotni velikosti izvora svetlobe Ω0 in slike Ω
Definiramo povečavo, kot razmerje kotnih velikosti
Zvezda s planetom
Zvezda in planet delujeta kot sistem dveh leč
Planet zaznamo kot dodaten ozek vrh
Anomalije v svetlobni krivulji
Prednosti in slabosti
Zaznamo lahko planete, daleč stran od zvezde
Zaznamo lahko planete z masami od nekaj mas Zemlje do več mas Jupitra
Zelo redka uporaba metode, majhna verjetnost za lečenje
Opazovanja
2 stopnji: v prvi iščejo možne kandidate za lečenje, v drugi pa opazujejo sam pojav mikrolečenja
Izpolnjeno v projektih OGLE in PLANET med 2002 in 2007
Izbrani 3 planeti:
1. M ≈ 3,8 MJ; a ≈ 3,6 AE
2. M ≈ 0,2 MJ; a ≈ 3 AE
3. M ≈ 5,5 MZ; a ≈ 2,6 AE
Občutljivost metode
Občutljivost metode
Učinkovikost detekcije ε(log a, log M)
je verjetnost, da zaznamo planet, če ima zvezda natanko en planet
Občutljivost
S(log a, log M) = Σ[ε(log a, log M)]
Teoretični model
Definiramo masno funkcijo planetov:
f(loga,logM) = dN / (d loga d logM) Izračunamo pričakovano število detekcij:
E(f) = ∫ f(loga,logM) S(loga,logM) dloga dlogM
Model predvideva Poissonovo porazdelitev
Teoretični model Občutljivost detekcije omejimo le na
odvisnost od mase Masna funkcija odvisna le od mase f = f(M) Potenčna odvisnost
Rezultati
Planeti z majhno maso pogosti Število planetov narašča s padajočo maso
planetov Skladanje z akrecijsko teorijo
Rezultati
Med 0,5 in 10 AE ima povprečno: 17(+6
-9)% zvezd planet z maso 0,3 MJ do 10 MJ
52(+22-29)% zvezd planet z maso 10 MZ do 30 MZ
V celotnem razponu po a in M ima vsaka zvezda povprečno 1,6(+0.72
-0.89) planetov!
Povzetek
Zgodovina Gravitacijsko lečenje Občutljivost metode Opazovanja Rezultati opazovanj