På jagtPå jagt efter en andenefter en anden JordJord

ExoplaneterExoplaneter

Søren FrandsenSøren FrandsenInstitut for Fysik og AstronomiInstitut for Fysik og Astronomi

Århus UniversitetÅrhus Universitet

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

HistorieHistorie

• 1995: Mayor opdager den første planet i en bane omkring stjernen 51 Peg. Omløbstid ca. 4,5 dage.

• 1999: Charbonneau og Brown observerer den første formørkelse af stjernen HD 299458. Omløbstid ca 3,5 dage

• 2005: Første direkte optagelse af lyset fra en planet i bane omkring en brun dværg med HST og VLT

• 2006: Beaulieu et al. observerer en planet med en masse på 5.5 jordmasser, der fungerer som en gravitationslinse

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Doppler målinger af stjerners bevægelse var den første teknikman anvendte for at spore planeter. Planeter som Jupiter får stjernen til at bevæge sig med hastigheder på omkring 50 m/s.

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Dopplermålinger kan illustrereres med følgende figur

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Transit metoden

Hvis baneplanet ligger tæt på synsliniens retning kan planeten passere indforan stjernen og reducere lysstyrken. Det kaldes for en transit. Med denne metode har man fundet en 5-6 planeter.

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Vores eget planet systems egenskaber

Objekt Periode

(År)

Radius

(Jord)

Afstand

(AE)

Tæthed

(g/ccm)

Solen - 109.0 - 1.4

Jupiter 11.9 11.3 5.2 1.3

Saturn 29.4 9.5 9.6 0.7

Uranus 84.0 4.2 19.2 1.1

Neptun 164.8 3.8 30.2 1.6

Jorden 1.0 1.0 1.0 5.5

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Status for exoplaneter

160-180 planeter fundet (afhængigt af hvem man spørger) Mindste baneakse 0.031 AE, periode 2.219 dage Største baneakse 5.9 AE, periode 5360 dage Mindste masse, 5.5 Jordmasser Største masse, 25.6 Jup. Masser Største tæthed, 1.4 g/ccm Mindste tæthed, 0.33 g/ccm

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Eksempel på Doppler detektion

Stjernen 51 Peg, målinger fra Lick Observatoriet

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Eksempler på observationer af transits

HD 209458b og TrES-1STARE projektet

HD 209458b TrES-1

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Transits kan observeres med små teleskoper

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Planet detektion som gravitationslinser

Hvis en stjerne med en planet ligger meget tæt på synslinien til en klar bagvedliggende stjerne kan man få forstærket lyset fra den bagvedliggende stjerne.

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Første eksempel på en planet der fungerer som gravitationslinse

Da en dansk gruppe har haft en afgørende rolle i detteprojekt, er det oplagt at vise den observerede lyskurve

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Resumé af planet observationer

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Baner og eccentriciteter af exoplaneter

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Exoplaneternes værtsstjernes metalindhold

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Forskellige data for nye exoplaneter

Hot Jupiters

Navn Masse

(Jupitermasser)

Tæthed

(G/ccm)

HD 149026b 0.4 1.4

HD 209458b 0.8 0.33

TrES-1 0.8 0.73

HD 189733b

Very hot Jupiter

> 1.15

P = 2.219 dage

0.83

R = 1.26 Rj

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

HD 189733b transit objekt

Formørkelsen af planeten målt i detInfrarøde med Spitzer, 0.5% ved 16micron

Største formørkelsepå ca. 3% i B filteret

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Fremtidige projekterFremtidige projekter

• Søgning efter Jordlignende planeter. Her er den bedste mulighed satellitbaserede observationer som f.eks. COROT eller KEPLER.

• Statistik på forekomsten, hvor og hvilke planeter man finder. Se f.eks California & Carnegie Planet Search eller The Geneva Extrasolar Planet Search

• Studier af kendte systemer med henblik på at forstå de fysiske forhold bedre. Det kan være ønsket om at kende den fysiske sammensætning af planetens atmosfære eller planetens overflades karakter. Gasformig eller fast. Se f.eks målinger med den infrarøde satellit Spitzer Space Telescope

• Direkte afbildning af planeter med Terrestrial Planet Finder

• Detaljerede studier af Jordlignende planeter med henblik på at måle effekter af biologisk aktivitet (liv!), f.eks. med ESA's mission DARWIN

• Flere informationer kan findes på The Extrasolar Planets Encyclopaedia

28.02.200528.02.2005 Sønderborg GymnasiumSønderborg Gymnasium

Jordens spektrum set fra rummet

Hvornår ser vi noget lignende ude i rummet