Detecció d exoplanetes: tècniques i limitacions

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Detecció d exoplanetes: tècniques i limitacions"

Rosa Rey Soto
hace 6 años
Vistas:

1 Detecció d exoplanetes: tècniques i limitacions Carme Jordi Dept. Astronomia i Meteorologia Institut de Ciències del Cosmos Institut d Estudis Espacials de Catalunya 6 març 2015 Un matí d astrobiologia a la UB

2 El nostre sistema solar

3 El nostre sistema solar Sol Júpiter F sol F jup ~ difícils d observar 5,2 UA Des de α-cen a 4,5 anys-llum (1,3 pc) 4 arcsec Des de 100 pc (326 anys-llum) 52 mas Temperatures molt més baixes que les estrelles IR

4 Imatge directa primera imatge directa d un planeta extrasolar (IR) 30-abril-2005 VLT, ESO, Xile 2M M J 1000 o C Nana marró planeta

5 2008, IR-ESO b Pictoris 1980 s disc pols planeta gegant distància Saturn

6 Imatge directa 1,5 M Sol 2008 Primera imatge d un sistema planetari múltiple Telescopi 10m Keck, Hawai, IR distància Neptú

7 Mètodes de detecció de planetes

8 Detecció indirecta: efectes dinàmics M * r * = m p r p Centre de masses M sol = m T m J = 318 m T r T ~ 1 UA r J ~ 5,2 UA r sol ~r J /1000 ~ 0,005 UA r sol ~r T / a Llei Kepler: Júpiter: 11,5 anys Terra: 1 any

9 Observació Centre de masses Astrometria: canvi coordenades celestes

10 Moviment de les estrelles isolades

11 Senyal astromètric del planeta Estrella: Distància al Sol = 50 pc = 163 anys-llum Moviment de l estrella: 50 mas/any Planeta: massa = 15 M J e=0,2 a= 0,6 UA Efecte planeta magnificat un factor 30 Calen precisions de mas! Limitats a estrelles properes

12 Detecció astromètrica DE b Perryman et al (2014, ApJ 797,14) Sahlmann et al (2013, A&A 556, A133)

Detecció astromètrica Gaia Perryman et al (2014, ApJ 797,14) 21 000 planetes

13 Detecció astromètrica Gaia Perryman et al (2014, ApJ 797,14) planetes de 1-15M Ga J de llarg període fins 500 pc amb 5 ays planestes si 10 anys

14 Observació Centre de masses Espectroscòpia: Moviment d acostament i allunyament m * v * = m p v p Sol - Júpiter v sol ~ 13 m/s Sol - Terra v sol ~ 9 cm/s Cal alta resolució!! Estrelles brillants

15 NAAP Astronomy Labs: Simulacions:

16 6 octubre 1995, Mayor i Queloz Primer planeta entorn d una estrella com ara el Sol Observatori Alta Provença 51 Peg b 0,5 M J 4,23 dies 5,2 UA 0,052 UA 51 Peg b

17 Senyal espectroscòpic del planeta Període Amplitud Forma: excentricitat orientació Observacions: P, e, ω, v sin i c.d.m: M v = m p v p 3a. Llei Kepler: G M + m p = 4π2 P 2 r + r p 3 propietats estrella M La combinació permet deduir m p sin i 2m p sin i m p m p sin i

18 HARPS: High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher 3,6m ESO-Xile 30 cm/s HARPS-N: 3,6m TNG, La Palma Basats en ELODIE i CORALIE HIRES: High Resolution Echelle Spectrometer 10m Keck Hawai 1 m/s ESPRESSO, 8,2m VLT ESO-Xile < 10 cm/s CARMENES, 3,5m CAHA 10 m/s a l IR

19 1992: Wolszczan i Frail Tres planetes entorn del púlsar PSR B

20 Timing: pulsars NN Ser: Beuermann et al (2010)

21 Mètodes de detecció de planetes

22 7 maig 2003: Mercuri davant Sol Trànsits

23 1999: HD b primer trànsit planetari observat (Chrabonneau et al, 2000) 0,69 M J 1,4 R J planeta gegant PROFUNDITAT r p R DURADA : r p a, R a Observacions: P, e, i, r p a 3a. Llei Kepler: G M + m p = 4π2 P 2 propietats estrella M assumint m p M a La combinació permet deduir r p Si també m p densitat a3 gasós aigua rocós

24 TESS ( , NASA, tot el cel) CoRoT (2006, França, ESA,...) KEPLER ( ), K2 25x PLATO (2024, ESA)

25 Kepler (Març/2009- Maig/2013), Kepler 2 Observació quasi contínua d unes zones de cel Primeres corbes de llum ~ 1000 exoplanetes confirmats en 440 sistemes planetaris

26 Mètodes de detecció de planetes

27 Microlents gravitatòries lent gravitatòria objecte al darrera (estrella) observador

28 Microlents gravitatòries lent gravitatòria objecte al darrera (estrella) Imatge creada (estrella) observador OGLE 2003-BLG-235 Bond et al (2004)

29 Inventari d exoplanetes CoRoT-7b descartats Gl 581 confirmats Terra Kepler 10 b GJ 1214 b Enciclopèdia d Exoplanetes: Neptú

30 Inventari d exoplanetes

31 Massa vs semieix òrbita

32 Massa vs Radi

33 Resum Descobriment de nous planetes cada dia Detectats aprox planetes (molt diversos) 480 sistemes planetaris múltiples (molt diversos) Comencem a tenir força estadística, encara que esbiaixada per les tècniques de detecció Discos protoplanetaris 50% de les estrelles tenen algun planeta Molts sistemes planetaris 20% de les estrelles tipus Sol tenen planetes de la mida de la Terra a la zona habitable Planetes també orbiten nanes blanques, nanes marrons, púlsars, estrelles binàries,...

36 Futur Empènyer els límits observacionals cap a masses menors (terres al voltant de sols) Cerca de planetes a la zona habitable (estrelles fredes) Caracteritzar físicament els planetes (composició, temperatura, densitat, gravetat,...) Continuar la cerca sistemàtica per augmentar l estadística

37 Gràcies HL Tau Nov 2014: ALMA, ESO edat < 1 Myr

Documentos relacionados

Planetas Extrasolares. C. Beaugé Observatorio Astronómico, Universidad Nacional de Córdoba

Planetas Extrasolares. C. Beaugé Observatorio Astronómico, Universidad Nacional de Córdoba Planetas Extrasolares C. Beaugé Observatorio Astronómico, Universidad Nacional de Córdoba ASTRONOMÍA: ESTUDIO DEL COSMOS QUE ESTUDIAMOS? Origen, Composición & Evolución Quienes somos? De donde venimos?