Układy planetarne we Wszechświecie Wojciech Broniowski Instytut Fizyki, Akademia Świętokrzyska http://www.pu.kielce/pl/ Wykład dla koła Neutrino, 9 V 2006
Jan 02, 2016
Układy planetarne we Wszechświecie
Wojciech Broniowski
Instytut Fizyki, Akademia Świętokrzyska
http://www.pu.kielce/pl/~broniows
Wykład dla koła Neutrino, 9 V 2006
Efekt Dopplera
„ruch źródła zmienia częstotliwość emitowanej fali (w szczególności światła)”
„kolebanie” się gwiazdy wokół wspólnego środka ciężkości
Efekt Dopplera – barwa światła gwiazdy ulega okresowej zmianie
przesunięcie linii absorpcyjnych światła gwiazdy (pochłanianie na wodorze i innych pierwiastkach atmosfery gwiazdy)
Bez ruchu
Oddalanie
Przybliżanie
Teoria (wzory!)
0
1
c
2 ( )
Efekt Dopplera: ,
- częstotliwosć swiatla, - prędkosć swiatla
- prędkosć gwiazdy w kier. obserwatora
- prędkosć ruchu gwiazdy po orbicie kolowej
- kąt in
sin s
k
in
lini
obs
V
c
t tV V i
Tv
0
acji (kąt między prostą prostopadlą do plaszczyzny
orbity a kierunkiem obserwacji
- okres obiegu, - chwila pot
Stąd wyznaczamy s
cz
in
ątk
oraz
owa
T
V i T
pręd
kość
gw
iazd
y w
kie
r. o
bs.
(1 = 48 dni)
2 /
2 3
1/ 3/ 3 32
- masy, predkosci i promienie dla gwiazdy i planety
Środek masy spoc
, , , , ,
2 2,
T
2
zywa: (*)
- I prędkosć kosmiczna (**)
(*, sin** i) s n
M m R r V v
MVmr MR mv MV m
vr GM GM
v v vr
m i M
T
Tm M V
GV
1/ 3
1/ 32
2
znamy z typu gwiazdy, - stala Newton
2
Wyznaczamy iloczyn s
a
Podobni
4
in
e,
M G
GMTr
Ti
G
m i
Rząd efektu:
Ziemia-Słońce: V = 9cm/s = 3 10-10 c
Jowisz-Słońce: V = 10m/s = 3 10-8 c
duża ekscentryczność
(jajowatość)
orbita prawie kołowa
Obserwacje raz na jakiś czas!
2 planety
3 planety
półoś wielka orbity
Badania „statystyczne”
(zawartość „metali” w Słońcu: 1.6%)
zawartość żelaza względem Słońca
Im więcej żelaza, tym więcej planet (!?)
półoś wielka
178 znanych pobliskich planet
Spektrometr
Tandem KECK (Mauna Kea, Hawaje)
Inne metody
Metoda dopplerowska (najowocniejsza)
Impulsy pulsarów (Wolszczan)
Zaćmienia gwiazdy przez planetę (kilka)
Mikrosoczewkowanie grawitacyjne (Paczyński)
Dyski wokółgwiazdowe (Spitzer Observatory)
Astrometria – precyzyjny pomiar położenia gwiazdy w czasie
…
Aleksander Wolszczan, planety wokół pulsara PSR 1257+12
Arecibo
Zaćmienie gwiazdy
(wizja artysty)
pomiar natężenia światłaczas
Mikrosoczewkowanie grawitacyjne
Bohdan Paczyński (1991) + Andrzej Udalski, Marcin Kubiak, Michał Szymański (2002) OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), 4 planety potwierdzone, jedyna metoda na tyle czuła, że może odkryć planety wielkości Ziemiwokół zwykłych gwiazd
czas
Występowanie planet jest powszechne !!!
Inne światy
Strefa zamieszkiwalna
ciekła woda
(Geneva, IV 2007)
Równanie Drake‘a (Frank Drake,1961): N = R* fp ne fl fi fc L
N - liczba cywilizacji pozaziemskich z którymi ludzkość może się komunikować (cywilizacji technologicznych) R* - częstotliwość powstawania gwiazd w naszej galaktycefp - odsetek gwiazd, które mają planetyne - średnia ilość planet gwiazdy znajdujących się w ekosferze, tj. planet, na których może powstać życiefl - odsetek powyższych planet na których powstaje życiefi - odsetek powyższych planet na których życie rozwinie się w życie inteligentne (stworzy cywilizację)fc - odsetek powyższych cywilizacji które będą chciały podjąć z ludzkością komunikacjęL - średni czas istnienia takich cywilizacji.
www.activemind.com/Mysterious/Topics/SETI/drake_equation.html
Optyczne obserwacje bezpośrednie
Spitzer (SIRTF)
Kepler
LBT