1. No category

Exoplaneter
Planeter omkring andre stjerner end Solen
Rasmus Handberg
Institut for Fysik og Astronomi
Aarhus Universitet
[email protected]
Er der andre ”jordkloder” derude?
Med liv som vores?
Vores solsystem
Du er her!
Planetdannelse
• Kollaps af gassky (Gravitational collapse)
• Materialetilvækst (Accretion)
Hvis planeterne dannes sammen med stjernerne,
Så burde der jo være planeter omkring
(næsten) alle stjerner...
Vi skal ”bare” finde dem...
Hvordan finder man Exoplaneter?
697 kendte
• Via tyngdekraften 646
– radialhastigheden og positionen af moderstjernen
• Direkte observation 26
• Via rummets krumning – tyngdefeltet 13
• Via passage foran moderstjernen 185
Exoplanet.eu (8/11 2011)
Hvordan finder man Exoplaneter?
• Via tyngdekraften
– radialhastigheden og positionen af moderstjernen
• Direkte observation
• Via rummets krumning – tyngdefeltet
• Via passage foran moderstjernen
Stjerne
Planet
Tyngdekraften
Stjerne
Planet
Tyngdekraften
Når planeten og stjernen bevæger sig om deres fælles
tyngdepunkt vil vi ikke kun se en flytning af planeten,
men stjernen vil også flytte sig.
Den hastighed som stjernen bevæger sig med kan måles
og vi kan derfor indirekte ”se” planeten.
Kan ses på to måder:
- Radialhastighed
- Astrometri
Radialhastighed
Doppler-effekten flytter spektral-linierne:
Med Doppler-effekten måles Hastigheden af stjernen
i synslinien mellem os og stjernen
HARPS: High Accuracy
Radial-velocity
Planet Searcher
1995: 51 Pegasi - Den første Exoplanet
(og en stor overraskelse)
Radial-hastigheden af Solen pga. planeterne:
Planet:
m/s
Merkur
Venus
Jorden
Mars
Jupiter
Saturn
Uranus
Neptun
0.008
0.086
0.090
0.008
12.473
2.758
0.296
0.286
Måle-grænse:
~1.0 m/s
P/år
0.24
0.62
1.00
1.88
11.86
29.46
84.01
164.80
Astrometri
Jupiter set fra
d=1 parsec (AU=arcsec)
Solsystemet set fra
d=1 parsec (AU=arcsec)
5 pc
2 pc
10 pc
Barnard's stjerne
Peter van de Kamp (1901-1995)
1950
1997
d=1,83 parsec
Barnard's stjerne
Peter van de Kamp (1901-1995)
Barnard's stjerne
Peter van de Kamp (1901-1995)
1950
25 mas
1997
d=1,83 parsec
Barnard's stjerne
Peter van de Kamp (1901-1995)
Barnard's stjerne
Peter van de Kamp (1901-1995)
GAIA (2013)
SIM (aflyst)
SIM
GAIA
SIM
Hvordan finder man Exoplaneter?
• Via tyngdekraften
– radialhastigheden og positionen af moderstjernen
• Direkte observation
• Via rummets krumning – tyngdefeltet
• Via passage foran moderstjernen
Hvordan finder man Exoplaneter?
• Via tyngdekraften
– radialhastigheden og positionen af moderstjernen
• Direkte observation
• Via rummets krumning – tyngdefeltet
• Via passage foran moderstjernen
Stjernerne lyser >10 milliarder gange mere end planeterne!
Og de er LIGE ved siden af!
Voyager 2
Voyager 2
<3 M(Jupiter), P: 870 år
HR 8799
HR 8799
7-10 M(Jupiter)
P: 100, 190, 460 år
HR 8799
Darwin (ESA)
TPF
33 lysår fra Jorden
TPI (NASA): 2080?
Hvordan finder man Exoplaneter?
• Via tyngdekraften
– radialhastigheden og positionen af moderstjernen
• Direkte observation
• Via rummets krumning – tyngdefeltet
• Via passage foran moderstjernen
Hvordan finder man Exoplaneter?
• Via tyngdekraften
– radialhastigheden og positionen af moderstjernen
• Direkte observation
• Via rummets krumning – tyngdefeltet
• Via passage foran moderstjernen
I har sikkert set det før...
Gravitationel Linse-effekt
Hvis linsen er ”lille” = en stjerne,
kaldes effekten for microlensing
Linse-stjerne
(svag)
Baggrundsstjerne
Forstærkningsfaktor:
A
u 2
2
u u 4
2
u  S E
Lysstyrke
Tid (dage)
Caustic Curve
OB05390
OB05390
Hvordan finder man Exoplaneter?
• Via tyngdekraften
– radialhastigheden og positionen af moderstjernen
• Direkte observation
• Via rummets krumning – tyngdefeltet
• Via passage foran moderstjernen
PAUSE
Hvordan finder man Exoplaneter?
• Via tyngdekraften
– radialhastigheden og positionen af moderstjernen
• Direkte observation
• Via rummets krumning – tyngdefeltet
• Via passage foran moderstjernen
Hvordan finder man Exoplaneter?
• Via tyngdekraften
– radialhastigheden og positionen af moderstjernen
• Direkte observation
• Via rummets krumning – tyngdefeltet
• Via passage foran moderstjernen
Eksempler fra Solsystemet:
Venus- og Merkur-passage
Venus:
6/6 2012
11/12 2117
Merkur: 9/5 2016
D
d
Ændringen i lysstyrke:
D
d
Jupiter:
Uranus:
Jorden:
1%
0,1%
0,01%
TrES: 10 cm
SuperWASP: 11 cm
HAT: 11 cm
XO: 11 cm
OGLE: 1.3 m
XO-2
XO-2
TrES-2
HAT-P-7
Transit af solsystemets planeter:
Planet:
L/L(%)
P/år
(ændring i lysstyrke)
Merkur
Venus
Jorden
Mars
Jupiter
Saturn
Uranus
Neptun
0.0012
0.0076
0.0084
0.0024
1.0551
0.7498
0.1349
0.1266
Måle-grænse fra Jorden:
0.08%
0.24
0.62
1.00
1.88
11.86
29.46
84.01
164.80
Keplers mission
At finde Jordens tvilling
Er planeter som Jorden almindelige?
Er der mulighed for liv andre steder?
Ligner andre solsystemer vores?
Planet + stjernedannelse
Hvordan?
Skal holde nøje øje med 150.000 stjerner
I over 3½ år – Non-stop!
7. marts 2009 03:49:57 UTC
1200+ planet kandidater
http://kepler.nasa.gov/
1200+ planet kandidater
http://kepler.nasa.gov/
Transit-planeter før Kepler - 2009
Kepler-kandidater i Juni 2010
Kepler-kandidater i Februar 2011
Kepler-kandidater i Februar 2011
Kepler-kandidater i Februar 2011
Kepler-kandidater i den
beboelige zone
Bekræftede Kepler planeter
Kepler-14b
Kepler-10c
11.6 RE
2.2 RE
Kepler 16b
Kepler 16b
Kepler 16b
"Tatooine”
Bekræftede Kepler planeter
Kepler-14b
Kepler-10c
11.6 RE
2.2 RE
Kepler-10b
Kepler-10b
• Keplers første sten-planet.
• Mindste kendte exoplanet
• Meget tæt på dens stjerne
Temperatur på
Batalha et.al. (2011)
Kepler-10: Stjernernes musik
Batalha et.al. (2011)
Stjerne-svingninger
(Asteroseismologi)
Kepler-10: Stjernernes musik
Svingningerne i Kepler-10,
afspillet en faktor 250.000 hurtigere.
Svingningerne bliver langsomt forstærket
for at få dem til at
skille sig ud fra støjen.
http://kasoc.phys.au.dk/kepler10/
Svingningerne er lydbølger
Mange svingninger tilsammen
får overfladen og lysstyrken til
hele tiden at ændre sig på en
meget kompliceret måde
Ændring i størrelse -> Ændring i lysstyrke
Kræver meget præcise målinger af lysstyrken!
Kan ikke gøres fra Jorden's overflade - Atmosfæren er “i vejen”
Lytte-øvelse
Centauri A
Xi Hydrae
Power spektrum
• ”Fourier transformation” of målingerne.
Xi Hydrae
Vi kan altså fra sådanne data forstå hvordan stjernerne er
opbygget.
Men:
Kræver meget præcise målinger af lysstyrken!
Kan ikke gøres fra Jorden's overflade - Atmosfæren er “i vejen”
Kepler måler det samme!
Kepler-6
Stjernen
Planet
Kepler = Exoplaneter + Stjerner
●
●
Man skal kende stjernernes størrelser, for at kunne
sige hvor stor planeten er.
Kepler måler stjernernes lysstyrke som funktion af
tid → Asteroseismologi
“Data for Radier”-program
Århus Universitet i centrum!
Stjerne-diametre fra Asteroseismologi
Præcis bestemmelse af planet-diametre
KAI organiseres fra KASOC i Århus
Kepler Asteroseismic Investigation
Kepler Asteroseismic Science Operations Centre
+ ...
Er der andre ”jordkloder” derude?
Med liv som vores? ?

Der er tusinder af planeter derude!
”Signs of Life ?!”
Tak for opmærksomheden!