यदि अल्फा सेंटॉरी ए के सौर मंडल ने हमारे स्वयं के दर्पण को देखा, तो हम क्या पता लगा पाएंगे?

Question

मान लीजिए कि हमारे सौर मंडल की एक सटीक प्रतिकृति 4.4 ली (दूर के लोग) शामिल थी। हम क्या पता लगाने में सक्षम होंगे और क्या दूरबीन के साथ? कौन से ग्रह? क्या हम रेडियो प्रसारण और / या किसी वायुमंडल का पता लगा सकते हैं?

मुझे लगता है कि यदि हम दूसरे तारे के अण्डाकार के साथ सह-नियोजक थे, तो यह पता लगाना इष्टतम होगा कि हम सबसे अच्छे और सबसे खराब स्थिति (90 °-?) परिदृश्यों में क्या देखेंगे?

_{पोस्ट स्क्रिप्ट: कुछ महीने बाद मैंने नील टर्नर द्वारा वॉन कर्मन व्याख्यान के दौरान कुछ इस तरह पूछा ।}

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— HDE 226,868

चीजों के रेडियो का पता लगाने वाले पक्ष को astronomy.stackexchange.com/questions/8146/… के माध्यम

— रोब जेफ्रीज

Answer 1

यह मेरे लिए व्यापक रूप से जवाब देने के लिए एक व्यापक सवाल है और बहुत व्यापक है। इसे डॉपलर विधियों, पारगमन और प्रत्यक्ष इमेजिंग में तोड़ दिया जाना चाहिए; और इससे पहले कि हम कूइपर बेल्ट, रेडियो उत्सर्जन आदि का पता लगाने के प्रश्नों पर पहुंचें।

मैं डॉपलर वोबबल तकनीक का उपयोग करते हुए ग्रहों का पता लगाने के बारे में जो कुछ भी जानता हूं, उसके लिए इस समय से रहूंगा।

डॉपलर तकनीक

द्रव्यमान का एक ग्रह के मामले के लिए एक स्टार के पलटा रेडियल वेग अर्द्ध आयाम द्रव्यमान का एक सितारा परिक्रमा , साथ सनक एक अण्डाकार कक्षा में , और कक्षीय अवधि और पर झुका एक कक्षीय अक्ष के साथ की लाइन के लिए पृथ्वी से दृष्टि है: ए (बहुत) विस्तृत व्युत्पत्ति क्लबब (2008) द्वारा दी गई है ।मीटर 1 ई पी मैं ( 2 π $m_2$$m_1$$e$$P$$i$

$$\left( \frac{2\pi G}{P}\right)^{1/3}\frac{m_2 \sin i}{m_1^{2/3}} (1-e^2)^{-1/2}.$$

इसलिए मैंने खुद को थोड़ा स्प्रेडशीट बनाया और यह मान लिया कि सभी ग्रहों को पर बेहतर तरीके से देखा गया है (वे सभी आशावादी रूप से नहीं देखे जा सकते हैं, लेकिन सबसे छोटा झुकाव के बारे में होगा पारा, इसलिए इससे बहुत अधिक फर्क नहीं पड़ता) मैं यह भी मान लूंगा कि अल्फा सेन ए का द्रव्यमान । मैं = 83 ∘ एम ≃ 1.1 एम $i=90^{\circ}$$i=83^{\circ}$$M \simeq 1.1M_{\odot}$

परिणाम हैं

ग्रह | आर.वी. अर्ध-आयाम (एम / एस)

पारा | $8.3\times 10^{-3}$

शुक्र | $8.1\times 10^{-2}$

पृथ्वी | $8.4\times 10^{-2}$

मंगल | $7.5\times 10^{-3}$

बृहस्पति | $11.7$

शनि | $2.6$

यूरेनस | $0.28$

नेपच्यून | $0.26$

क्या संभव हो रहे हैं अच्छी तरह से चारों ओर अल्फा सेंचुरी बी एक ग्रह के रूप में रेखांकित कर रहे हैं की सीमा, एक 3 दिन की कक्षा में है और एक बड़े पैमाने पर पृथ्वी के समान के साथ होने का दावा किया ( Dumusque एट अल। 2012 , और देखते हैं exoplanets.org )। यहाँ पाया गया रेडियल वेग अर्ध-आयाम m / s था, और कुछ स्पेक्ट्रोग्राफ, विशेष रूप से HARPS उपकरण, नियमित रूप से उप 1 m / s परिशुद्धता पहुंचा रहे हैं। इस प्रकार बृहस्पति और शनि का पता लगाया जा सकता है, यूरेनस और नेपच्यून सही पहचान के किनारे पर हैं (याद रखें कि आप कई आरवी अवलोकन से अधिक औसत कर सकते हैं), लेकिन स्थलीय ग्रह नहीं मिलेंगे (पृथ्वी का पता लगाने के लिए 10 सेमी / एस से नीचे के एकीकरण की आवश्यकता होगी) याद रखें। यह भी कि बृहस्पति और शनि जैसे ग्रहों के कारण कमजोर संकेतों को बड़े संकेतों से खोदना होगा।$0.51\pm 0.04$

हालांकि, एक दूसरी सीमा है: डॉपलर विधि का उपयोग करके एक ग्रह को खोजने के लिए आपको कक्षीय अवधि के कम से कम एक महत्वपूर्ण अंश के लिए निरीक्षण करने की आवश्यकता है। यह देखते हुए कि वर्तमान m / s प्रसार केवल वर्ष के लिए उपलब्ध हैं , यह संभावना नहीं है कि शनि का अभी तक पता नहीं चल पाया है।$\sim 5$

एक तस्वीर जो स्थिति का चित्रण करती है उसे exoplanets.org वेबसाइट से प्राप्त किया जा सकता है, जिसमें मैंने ऐसी पंक्तियाँ जोड़ दी हैं, जहाँ अनुमानित रूप से जहाँ RV अर्ध-आयाम 10 m / s और 1 m / s परिशुद्धता के लिए होगा (अल्फा C एक द्रव्यमान मानते हुए और वृत्ताकार परिक्रमा)। मैंने पृथ्वी, बृहस्पति और शनि पर चिह्नित किया है। ध्यान दें कि 1 m / s लाइन के नीचे कुछ ऑब्जेक्ट खोजे गए हैं। 1 और 10m / s रेखाओं के बीच ग्रहों की कमी को कुछ वर्षों की अवधि के साथ ध्यान दें - हाल ही में संवेदनशीलता में वृद्धि अभी तक कम द्रव्यमान, लंबी अवधि की एक्सोप्लैनेट खोजों के माध्यम से खिलाना है।

निष्कर्ष में: केवल बृहस्पति डॉपलर तकनीक द्वारा अब तक पाया गया होगा।

पारगमन तकनीक

मैं भी पारगमन तकनीक के बारे में कुछ टिप्पणी जोड़ूंगा। ट्रांजिट डिटेक्शन केवल तभी काम करेगा जब एक्सोप्लैनेट्स इस तरह की कक्षा में पहुंचते हैं कि वे स्टार के सामने पार हो जाएं। इसलिए उच्च झुकाव अनिवार्य हैं। कोई व्यक्ति जो गोलाकार त्रिकोणमिति में बेहतर है, उसे सौर प्रणाली के लिए प्रकाशित आंकड़ों का उपयोग करना चाहिए कि वे कितने (और कौन से) ग्रहों को अत्यधिक इष्टतम अभिविन्यास में स्थानांतरित करते हैं। यह देखते हुए कि ग्रहों की कुछ डिग्री के बिखरने के साथ कक्षीय झुकाव है, फिर कुछ सीधे त्रिकोणमिति और सौर त्रिज्या के साथ तुलना में, आपको बताता है कि ये परिक्रमाएं आमतौर पर किसी विशेष दृश्य कोण के लिए सभी पारगमन नहीं करेंगी। वास्तव में केप्लर द्वारा खोजे गए कई पारगमन प्रणाली सौर प्रणाली की तुलना में बहुत "चापलूसी" हैं।

केपलर उपग्रह / बहुत ही छोटे ट्रांसमिटिंग ग्रहों का पता लगाने में सक्षम था / है जो इसकी बहुत उच्च फोटोमीट्रिक परिशुद्धता के लिए धन्यवाद (प्रवाह में डुबकी एक्सोप्लैनेट त्रिज्या के वर्गमूल के आनुपातिक है)। नीचे दी गई तस्वीर, नासा केपलर टीम द्वारा प्रस्तुत (अब थोड़ा बाहर), यह दर्शाता है कि ग्रहों के उम्मीदवारों की खोज की गई है जो मंगल के आकार के नीचे हैं। हालाँकि, ये छोटी अवधि की कक्षाओं में होते हैं क्योंकि एक पारगमन संकेत को कई बार देखने की आवश्यकता होती है, और केपलर आकाश के इस पैच का लगभग 2.5 वर्षों तक अध्ययन करता है (जब यह भूखंड उत्पन्न हुआ था)।

इसलिए इस दृष्टिकोण से, संभवतः शुक्र को देखा गया होगा, लेकिन अन्य किसी भी ग्रह की पुष्टि नहीं की जा सकती है।

हालांकि, एक शिकन है। अल्फा केन ए इस तरह के अध्ययनों के लिए बहुत उज्ज्वल है और केपलर सितारों की तुलना में शानदार है। आपको बहुत चमकीले सितारों के आस-पास देखने के लिए एक विशेष उपकरण या दूरबीन का निर्माण करना होगा। इसमें से कुछ काम जमीन आधारित सर्वेक्षण (मुख्य रूप से गर्म ज्यूपिटर खोजने) द्वारा किया गया है। TESS (ट्रांसिटिंग एक्सोप्लेनेट सर्वे सैटेलाइट, जिसे अप्रैल 2018 में लॉन्च किया गया) नामक एक नया उपग्रह दो साल का मिशन है, जो चमकीले तारों के आसपास छोटे ग्रहों (पृथ्वी के आकार और बड़े) को खोजने पर केंद्रित है। हालांकि, इसके अधिकांश लक्ष्य (अल्फा केन सहित) केवल 1-2 महीनों के लिए देखे जाते हैं, इसलिए उनके ग्रहों की प्रणाली के केवल आंतरिक भागों की जांच की जाएगी।

Comments

एक त्वरित अपडेट के रूप में, TESS लॉन्च 2018 तक फिसल गया (आश्चर्यजनक रूप से नहीं), लेकिन दूसरी ओर इसे एक फाल्कन 9 पर लॉन्च किया जाएगा, इसलिए यह वही है।

— एमिलियो पिसांती

Answer 2

सबसे पहले, मुझे लगता है कि रोब जेफरी का जवाब शानदार है। मैं सिर्फ एक मामूली बिंदु जोड़ूंगा जो ध्यान देने योग्य हो सकता है।

हम क्या पता लगाने में सक्षम होंगे और क्या दूरबीन के साथ?

अल्फा सेंटॉरी ए, अल्फा सेंटॉरी बी के साथ एक द्विआधारी स्टार है और वे आकार में काफी करीब हैं, जिनके पास कोई स्थिर एल 4 या एल 5 नहीं है, इसलिए कुछ भी जो कक्षा में आते हैं, उनमें से किसी एक को बहुत करीब होना चाहिए (बुध दूरी शायद शुक्र) या बहुत दूर और बहुत ठंडा, प्लूटो की दूरी से बहुत अधिक, दोनों सितारों की परिक्रमा जैसे कि प्रोक्सिमा सेंटॉरी करता है।

यदि आप A या B के चारों ओर सौर कक्षा में एक बृहस्पति रखते हैं, तो 3 शरीर प्रभाव लगभग निश्चित रूप से ग्रह के लिए एक बेतहाशा अस्थिर कक्षा का निर्माण करेगा जो संभवतः लंबे समय तक नहीं चलेगा, इसलिए, इस प्रश्न का एक उत्तर यह है कि हमारा सौर-मंडल A या B के चारों ओर कक्षा का प्रकार असंभव है।

क्या हम रेडियो प्रसारण और / या किसी वायुमंडल का पता लगा सकते हैं?

अभी के लिए, हमारे वायुमंडल का पता लगाना बहुत सीमित है और केवल बड़े ग्रह अपने सितारों के बहुत करीब हैं, लेकिन, लेख में कहा गया है कि वे रास्ते में बड़ी दूरबीनों के साथ काम कर रहे हैं, इसलिए शायद कुछ वर्षों में हमें कुछ मिलेगा उस पर रहने योग्य क्षेत्र ग्रहों के लिए।

एक्सोप्लैनेट वातावरण का पता लगाना

रेडियो-तरंगों और ध्यान देने योग्य, दृश्यमान प्रकाश पर, मुझे एक अच्छा लेख नहीं मिला, लेकिन अगर एक विदेशी ग्रह एक तंग बीम में हमारे लिए एक संदेश शूट करता है - तो, ​​मुझे यकीन है कि हम इसका पता लगा सकते हैं, बशर्ते कि वे एक शूट करें बड़े पर्याप्त बीम, लेकिन क्या हम अपने वर्तमान आउटपुट के साथ एक और पृथ्वी का पता लगा सकते हैं? मुझे नहीं लगता कि हम उस तरह की खोज तकनीक के करीब हैं।

(और अगर मुझे कोई गलत मिला, तो मैं सुधार का स्वागत करता हूं)।

(नील टर्नर द्वारा वॉन कर्मन व्याख्यान के दौरान मैंने कुछ इस तरह पूछा)

क्या उसने आपको जवाब दिया? क्या उसने कुछ अच्छा कहा?

Comments

लिंक पर क्लिक करें! उन्होंने कहा कि मूल रूप से रेडियल वेग के माध्यम से बृहस्पति का पता लगाने में सक्षम होगा, लेकिन धीमी (एक कक्षा या दो), और पारगमन विधि बहुत कम संभावना होगी।

— निक टी

Answer 3

नील टर्नर का जवाब "ग्रहों के जन्म" से वॉन कर्मण व्याख्यान

हम अपने सौर मंडल के दूर-दराज के समान ग्रहों का पता कैसे लगाएंगे? क्या हमारे ग्रहों को पारगमन विधि का उपयोग करके पता लगाने की आवश्यकता होगी?

कुल मिलाकर, हाँ। यदि आप एक कक्षा या शायद दो के लिए प्रतीक्षा करने के लिए तैयार हैं, तो बृहस्पति आप शायद रेडियल वेग विधि का पता लगा सकते हैं, इसलिए बृहस्पति को सूर्य के चारों ओर जाने के लिए 12 साल।

अन्य ग्रह वास्तव में कठिन होंगे। यदि वे पारगमन करते हैं तो आप हमारी तरह ही तकनीक के साथ उनका पता लगा सकते हैं। आपको भाग्यशाली होना होगा क्योंकि हमारा सौर मंडल कॉम्पैक्ट नहीं है जैसे [केप्लर द्वारा खोजे गए अन्य]; यह काफी फैल चुका है। यदि आपके पास अपने तारे के बहुत पास स्थित ग्रह है, तो आपके पास एक अच्छा मौका है, अगर इसमें एक यादृच्छिक अभिविन्यास है, कि यह आपकी दृष्टि रेखा के साथ होगा। यदि यह बहुत दूर है, तो इसके अभिविन्यास के लिए बहुत अधिक संभावनाएं हैं और यदि चीजें यादृच्छिक हैं तो आप इसे अपनी दृष्टि के बिल्कुल साथ ले पाएंगे।

तो किसी के लिए हमारे बृहस्पति को नज़दीकी तारे से देखना हमारे लिए एक गर्म बृहस्पति को देखने की तुलना में बहुत कम है। हमारे सौर मंडल को देखने और इसे अभी पारगमन के माध्यम से देखने पर केवल कुछ ही एलियंस हैं।