1 / 52

Bolygómozgások más csillagok körül

Bolygómozgások más csillagok körül. Érdi Bálint ELTE Csillagászati Tanszék. HD 69830. HD 188753. PSR B1620-26c. Giordano Bruno (1548-1600). Galilei (1564-1642). Kepler (1571-1630). Párbeszéd a végtelenről, a világ egységéről és a világokról.

mili
Download Presentation

Bolygómozgások más csillagok körül

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

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

  2. Giordano Bruno (1548-1600) Galilei (1564-1642) Kepler (1571-1630) Párbeszéd a végtelenről, a világ egységéről és a világokról 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 (1855-1916) 1891 Francia Akadémia díja: 100 000 frank

  4. Első Naprendszeren kívüli bolygó: 1995. október 6. Michel Mayor, Didier Queloz, Univ. de Geneve 51 Pegasi (G2, m=1.11 m R=1.266 R T=5793 K) S S

  5. A. Wolszczan, D. Frail: • 3 bolygó a PSR 1257+12 pulzár körül • 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 • W.S. Jacob: bolygó a 70 Ophiuci körül • F.R. Moulton: a hármas rendszer instabil

  6. Exobolygók Naprendszeren kívüli, más csillagok körüli bolygók 2009. április 10.: 344 exobolygó 292 bolygórendszerben 37 többes rendszer 25 kettes 10 hármas 1 négyes HD 160691 1 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 2006. december 27-én 60 000 csillag megfigyelése 7 exobolygó felfedezése köztük az eddigi legnagyobb: CoRoT-Exo-3b 21,6 Jupiter-tömeg

  9. és az eddigi legkisebb: 2009. február CoRoT-Exo-7b D =1.7 D kőzetbolygó P=20 óra T=1000-1500 C HST (Hubble Space Telescope): 2002, asztrometria, Gliese 876b Spitzer Space Telescope: bolygók termális emissziója F

  10. Legújabb program: Kepler (NASA): 2009. március 6. 10.48 pm EST 100 000 csillag

  11. Tervezett programok: Gaia (ESA): 2011. december 1 milliárd csillag pozíció és RV James Webb Space Telescope: 2013 infravörös képalkotás Darwin 2015 Terrestrial Planet Finder (TPF): bizonytalan időre elhalasztva

  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 1995. 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-1 790 C fok HD 209458b 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: 21 500 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) További felvételek: összesen 11 GQ Lupi b, AB Pictoris b SCR 1845 (barna törpék?) Első lefényképezett exobolygó! 2004 július, ESO, VLT, Chile: 2M1207b m=4 MJ a=41 AU GQ Lupi b

  19. Fomalhaut b: első bolygó látható fényben P. Kalas 2008. május, HST felvételek HR 8799: első közvetlenül észlelt bolygórendszer C. Marois 2008. november, Keck, Gemini infravörös észlelések

  20. Különleges esetek: legöregebb: PSR B 1620-26b: 13 milliárd év pulzár+fehér törpe körül kering legtávolabbi: OGLE-2005-BLG-390Lb: 21 500 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 2008. szeptember vízpára első észlelése: 2007, HD 189733b első szerves molekula észlelése: 2008. márc. 20. metán HD 189733b CoRoT-Exo-7b: első kőzetbolygó 2009. február

  21. Exobolygók tulajdonságai Nagy tömeg Közeli pályák (Forró Jupiterek) Nagy excentricitás

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

  23. 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: P2/P1<3 a: Bolygók rezonáns pályákon b: Kis excentricitású, közel rezonáns párok II. osztály: P2/P1<10 Kölcsönható bolygók III. osztály: P2/P1>30 Hierarchikus rendszerek

  24. 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)

  25. Ia osztály: Bolygók rezonáns pályákon

  26. GJ 876 First resonant exoplanetary system: 2:1 Marcy et al. (2001) b: m=1.90MJ c: m=0.60MJ Resonance variables: θ1=λ1-2λ2+ω1~0, θ2=λ1-2λ2+ω2~0, Δω=ω1-ω2=θ1-θ2~0 apsidal lines aligned, apsidal corotation Comparison: Io-Europa (Jupiter satellites) 2:1 resonance, θ1~0, θ2~180, Δω~180, apsidal lignes antialigned Earth Venus Mercur e a [AU] Érdi & Pál (2002)

  27. Ib osztály: Kis excentricitású, közel rezonáns párok Rezonanciákhoz közeli, kis periódusok Kis excentricitások Egy exobolygó-rendszer Három pulzár bolygó

  28. 47 UMa 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) Jupiter Mars b: m=2.41MJ c: m=0.76MJ Psychoyos & Hadjidemetriou (2005): 5:2 resonant symmetric periodic orbits Zhou & Sun (2004): apsidal secular resonance

  29. II osztály: Kölcsönható bolygók

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

  31. III. osztály:Hierarchikus rendszerek

  32. Feltételezett Föld-típusú bolygók stabilitásának vizsgálata Jones et al. (2001, 2005, 2006), Menou & Tabachnik (2003) Sándor, Süli, Érdi, Lohinger, Dvorak (2006) Stabilitási térképek sok millió kezdőfeltételre • 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

  33. Lakhatósági zóna: Víz folyékony halmazállapotban

  34. Belső rezonanciák marginálisan stabil marginálisan stabil stabil stabil

  35. Belső rezonanciák részben stabil részben stabil

  36. Külső rezonanciák erősen kaotikus marginálisan stabil részben stabil

  37. Külső rezonanciák erősen kaotikus

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

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

  40. 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)

  41. Megfigyelések: RV, asztrometria, átvonulási fotometria Gozdziewski & Konacki (2006) HD 128311, HD 82943 2:1 rezonanciában de 1:1 lehetséges HD 73526 2:1 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

  42. Megfigyelések: RV, asztrometria, átvonulási fotometria Gozdziewski & Konacki (2006) HD 128311, HD 82943 2:1 rezonanciában de 1:1 lehetséges HD 73526 2:1 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

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

  44. e=0.05

  45. e=0.1

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

More Related