Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Bolygómozgások más csillagok körül Érdi Bálint ELTE Csillagászati Tanszék HD 69830 HD 188753 PSR B1620-26c.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Bolygómozgások más csillagok körül Érdi Bálint ELTE Csillagászati Tanszék HD 69830 HD 188753 PSR B1620-26c."— Előadás másolata:

1 Bolygómozgások más csillagok körül Érdi Bálint ELTE Csillagászati Tanszék HD HD PSR B c

2 Giordano Bruno ( ) Párbeszéd a végtelenről, a világ egységéről és a világokról Galilei ( )Kepler ( ) Dissertatio cum Nuncio Sidereo (1610) „…most már nem való- színűtlen, hogy nemcsak a Hold, hanem még a Jupiter is lakott… „

3 G. V. Schiaparelli (1877) Mars-térképek: canali Percival Lowell ( ) 1891 Francia Akadémia díja: frank

4 Első Naprendszeren kívüli bolygó: október 6. Michel Mayor, Didier Queloz, Univ. de Geneve 51 Pegasi (G2, m=1.11 m R=1.266 R T=5793 K) SS

5 1992 A. Wolszczan, D. Frail: 3 bolygó a PSR pulzár körül 1988 B. Campbell, G.A.H. Walker, S. Yang: bolygó a Gamma Cephei körül RV mérés, bizonytalan 2003-ban megerősítették: Hatzer et al P. van de Kamp bolygók a Barnard csillag körül 1855 W.S. Jacob: bolygó a 70 Ophiuci körül F.R. Moulton: a hármas rendszer instabil

6 Exobolygók Naprendszeren kívüli, más csillagok körüli bolygók április 10.: 344 exobolygó 292 bolygórendszerben 37 többes rendszer 25 kettes 10 hármas 1 négyes HD ötös 55 Cnc

7 Megfigyelési programok Föld felszíni: 55 működő 22 tervezett 2 befejezett Legeredményesebbek: California & Carnegie Planet Search: 121 exobolygó! Anglo-Australian Planet Search Program: 25 exobolygó Coralie+Elodie of Geneva Observatory: 11 exobolygó HATNet (Hungarian Automated Telescope Network): 11 exobolygó Bakos Gáspár 6 db 11 cm-es 8x8 fokos látómezejű távcső Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

8 Űrprogramok: 5 működő, 14 tervezett Működő programok: CoRoT (Convection, Rotation and Transits) felbocsátás december 27-én csillag megfigyelése 7 exobolygó felfedezése köztük az eddigi legnagyobb: CoRoT-Exo-3b 21,6 Jupiter-tömeg

9 és az eddigi legkisebb: február CoRoT-Exo-7b D =1.7 D kőzetbolygó P=20 óra T= C HST (Hubble Space Telescope): 2002, asztrometria, Gliese 876b Spitzer Space Telescope: bolygók termális emissziója F

10 Legújabb program: Kepler (NASA): március pm EST csillag

11 Gaia (ESA): december 1 milliárd csillag pozíció és RV James Webb Space Telescope: 2013 infravörös képalkotás Darwin 2015 Terrestrial Planet Finder (TPF): bizonytalan időre elhalasztva Tervezett programok:

12 Megfigyelési módszerek • asztrometria • radiális sebességmérés • átvonulási fotometria • gravitációs mikrolencse • cirkumsztelláris porkorong • direkt képalkotás

13 Asztrometria mérések az 1950-es évek óta: sikertelen 33 fényévről a Nap mozgásának amplitúdója 0,002 ívmásodperc 2002 Hubble űrtávcső: Gliese 876 egyik már ismert bolygóját megmérte 876b

14 Radiális sebességmérés Első exobolygó 51 Pegasi október 6. M. Mayor, D. Queloz Pontosság: 1m/s HARP spektrométer, ESO, 3.6 m HIRES, Keck Obszervatórium Legtöbb bolygót ezzel a módszerrel fedezték fel (318 bolygóra van RV) Nap esetében: 12m/s (Jupiter hatása) Hátránya: tömeget nem ad, mert a pályahajlást nem ismerjük

15 Átvonulási fotometria Merkúr átvonulás OGLE-TR-113 OGLE-TR-132 Igen forró „Jupiter”ek Óriásbolygók Igen közel a *-hoz P<2 nap Csökkenés: 2 % lehet Előnye: RV méréssel együtt pontos paraméterek (58 bolygóra van átvonulási mérés) Hátrányai: csak akkor alkalmazható, ha a keringési sík a látórányba esik; más is okozhat fényességcsökkenést Bolygó hőmérsékletének meghatározása: 2005 SPITZER: TrES C fok HD b 860 C fok

16 Gravitációs mikrolencse Gravitációs lencsehatás, melyhez bolygó is hozzájárul OGLE program (Optical Gravitational Lensing Experiment) >1000 megfigyelt eset 8 exobolygó Hátránya: megfigyelés nem ismételhető Előnye: Föld-méretű bolygó is észlelhető OGLE-2005-BLG-390Lb kis tömegű: 5,5 Föld-tömeg legtávolabbi bolygó: fényév leghidegebb: -220 C fok

17 Cirkumsztelláris porkorong Infravörösben észlelhető HST, Spitzer Space Telescope Kis égitestek jelenlétére utal Naphoz hasonló közeli csillagok 15%-ánál megfigyelték Belső perem ~ 133 AU Külső perem ~ 158 AU Bolygó ~ 119 AU

18 Direkt képalkotás Bolygó fénye gyenge, csillag túlragyogja Lefényképezhető, ha • nagyméretű • távol van a csillagtól • fiatal (inravörösben erősen sugároz) Első lefényképezett exobolygó! 2004 július, ESO, VLT, Chile: 2M1207b További felvételek: összesen 11 GQ Lupi b, AB Pictoris b SCR 1845 (barna törpék?) GQ Lupi b m=4 MJ a=41 AU

19 Fomalhaut b: első bolygó látható fényben P. Kalas május, HST felvételek HR 8799: első közvetlenül észlelt bolygórendszer C. Marois november, Keck, Gemini infravörös észlelések

20 Különleges esetek: legöregebb: PSR B b: 13 milliárd év pulzár+fehér törpe körül kering legtávolabbi: OGLE-2005-BLG-390Lb: fényév leghidegebb: ugyanez: -220 C fok legkisebb: HD 40307b: 4 Föld-tömeg, 0,047 AU-ra (eddig 8 szuper-Föld: kisebb 10 Föld-tömegnél) legnagyobb: CoRoT Exo3b: 21,6 Jupiter-tömeg legkisebb tömegű transit bolygó: HAT-P-10b: 0,46 Jupiter-tömeg szeptember vízpára első észlelése: 2007, HD b első szerves molekula észlelése: márc. 20. metán HD b CoRoT-Exo-7b: első kőzetbolygó február

21

22 Exobolygók tulajdonságai Nagy tömeg Közeli pályák (Forró Jupiterek) Nagy excentricitás

23 Fő kutatási területek: megfigyelési módszerek csillagok asztrofizikai jellemzői bolygók keletkezése bolygó-protoplanetáris korong kölcsönhatás migráció bolygók légköre bolygórendszerek dinamikája

24 Dinamikai osztályozás Több bolygót tartalmazó rendszerekben gravitációs kölcsönhatás erőssége alapján Barnes & Quinn (2004) Beaugé et al. (2005), Ferraz-Mello et al. (2005) I. osztály I: P 2 /P 1 <3 a: Bolygók rezonáns pályákon b: Kis excentricitású, közel rezonáns párok II. osztály: P 2 /P 1 <10 Kölcsönható bolygók III. osztály: P 2 /P 1 >30 Hierarchikus rendszerek

25 Ia. osztály: Bolygók rezonáns pályákon Nagy tömegek, szoros és közeli pályák, nagy excentricitás Erős perturbációk Stabilitás csak rezonáns pályákon lehetséges Stabilitás kritikusan függ a pályaelemek pontosságától Nagy excentricitás eredete: planetáris migráció kölcsönhatás a bolygók és a csillag körüli gázkorong között Klay (2001, 2003), Papaloizou (2003)

26 Ia osztály: Bolygók rezonáns pályákon Star Period m.sin i a Period Eccentricity planets ratio (m_Jup) (AU) (days) HD c,b GJ c,b HD ~ b,c (?) 919(?) Cnc b,c(?) HD b,c HD b,c

27 GJ 876 First resonant exoplanetary system: 2:1 Marcy et al. (2001) b: m=1.90M J c: m=0.60M J Resonance variables: θ 1 =λ 1 -2λ 2 +ω 1 ~0, θ 2 =λ 1 -2λ 2 +ω 2 ~0, Δω=ω 1 -ω 2 =θ 1 -θ 2 ~0 apsidal lines aligned, apsidal corotation Comparison: Io-Europa (Jupiter satellites) 2:1 resonance, θ 1 ~0, θ 2 ~180, Δω~180, apsidal lignes antialigned a [AU] e Érdi & Pál (2002) Venus Mercur Earth

28 Ib osztály: Kis excentricitású, közel rezonáns párok Rezonanciákhoz közeli, kis periódusok Kis excentricitások Egy exobolygó-rendszer Három pulzár bolygó Star Period Mass a Period Eccentricity (PSR) ratio (m_Earth) (AU) (days)

29 47 UMa b: m=2.41M J c: m=0.76M J Kis periódus arány(2.38) Pályák viszonylag messze Excentricitás kicsi Kölcsönhatás nem olyan erős Egyetlen exobolygó-rendszer, mely hasonló a Naprendszerhez Közel rezonanciákhoz 5:2 (or 7:3, 8:3) Psychoyos & Hadjidemetriou (2005): 5:2 resonant symmetric periodic orbits Zhou & Sun (2004): apsidal secular resonance Jupiter Mars

30 II osztály: Kölcsönható bolygók Star Period m.sin i a Period Eccentricity planet ratio (m_Jup.) (AU)(days) mu Ara b c Cnc e b Ups And b c d HD 12661b c HD169830b c HD b c

31 tömegek b 0.69 M J C 1.89 M J d 3.75 M J Két külső bolygó c,d: apszisvonal libráció ~0, A~47 fok (Libert & Henrard 2006) Ups And Jupiter Mars

32 III. osztály: Hierarchikus rendszerek Star Period m.sin i aPeriod Eccentricity ratio (m_Jup) (AU)(days) HD b,c HD b,c HD b,c mu Ara d,b Cnc c,d HD b,c

33 Sándor, Süli, Érdi, Lohinger, Dvorak (2006) Stabilitási térképek sok millió kezdőfeltételre Feltételezett Föld-típusú bolygók stabilitásának vizsgálata Jones et al. (2001, 2005, 2006), Menou & Tabachnik (2003) Alkalmazásai: • a pályaelemek változása esetén is ismert a stabilitás • új rendszerek pályaadatainak dinamikai realitása • ismert exobolygó-rendszerek lakhatósági zónájának stabilitása Dynamical modell: elliptic RTBP Methods: RLI, FLI, MEM

34 Lakhatósági zóna: Víz folyékony halmazállapotban

35 marginálisan stabil stabil Belső rezonanciák

36 részben stabil Belső rezonanciák

37 erősen kaotikus marginálisan stabil részben stabil Külső rezonanciák

38 erősen kaotikus Külső rezonanciák

39 Van Gogh: Éj a Rhone-on (Arles, 1888) Köszönöm a figyelmet!

40

41 Trójai exobolygók? Naprendszerben sok példa L4 körüli mozgásra sok ezer Trójai kisbolygó Mars és Neptunusz Trójai kísérői

42

43 Trójai bolygók exobolygó rendszerekben? Első tanulmámyok: Laughlin & Chambers (2002) Nauenberg (2002) Keletkezési elméletek: Laughlin & Chambers (2002) Chiang & Lithwick (2005) Thommes (2005) Cresswell & Nelson (2006) Beaugé, Sándor, Érdi, Süli (2007, A&A 463, 369) Morbidelli et al. (2005)

44 Megfigyelések: RV, asztrometria, átvonulási fotometria Gozdziewski & Konacki (2006) HD , HD :1 rezonanciában de 1:1 lehetséges HD :1 rezonanciában (Tinney et al. 2006) de 1:1 lehetséges Ford & Gaudi (2006), Ford & Holman (2007) RV és átvonulási fotometria kombinálása Stabilitási vizsgálatok: Érdi, Sándor (2005, CeMDAm 92, 113) 9 rendszer Dvorak et al. (2004) Schwarz et al. (2005, 2007) Ji et al. (2005) 47 UMa Ji et al. (2007) HD69830 hármas rendszer

45 Megfigyelések: RV, asztrometria, átvonulási fotometria Gozdziewski & Konacki (2006) HD , HD :1 rezonanciában de 1:1 lehetséges HD :1 rezonanciában (Tinney et al. 2006) de 1:1 lehetséges Ford & Gaudi (2006), Ford & Holman (2007) RV és átvonulási fotometria kombinálása Stabilitási vizsgálatok: Érdi, Sándor (2005, CeMDAm 92, 113) 9 rendszer Dvorak et al. (2004) Schwarz et al. (2005, 2007) Ji et al. (2005) 47 UMa Ji et al. (2007) HD69830 hármas rendszer

46 R. Schwarz (www.astro.univie.ac.at/adg) e=0

47 e=0.05

48 e=0.1

49 Határoló görbe: Danby (1964), Meire(1981) Ábra újdonsága: stabil tartomány méreteloszlása Kapcsolat rezonanciákkal?

50

51 Resonant curves: B 2:1 μ= … B 3:1 μ= … Deprit and Deprit (1967) non-linear instability of L4 in the circular RTBP A 2:1 stronger than B 3:1 B11 is from Tschauner (1971) analytical solution

52


Letölteni ppt "Bolygómozgások más csillagok körül Érdi Bálint ELTE Csillagászati Tanszék HD 69830 HD 188753 PSR B1620-26c."

Hasonló előadás


Google Hirdetések