330 likes | 511 Views
DARWIN letar efter LIV i rymden. René Liseau Stockholms Observatorium rene@astro.su.se www.astro.su.se/groups/infrared/ir.html. DARWIN letar efter LIV i rymden. DARWIN. D etecting & A nalysing R emote W orlds. through I nterferometric N ulling. farkosten.
E N D
DARWIN letar efter LIV i rymden René Liseau Stockholms Observatorium rene@astro.su.se www.astro.su.se/groups/infrared/ir.html
DARWIN Detecting & Analysing Remote Worlds through Interferometric Nulling farkosten
Naturhistoriska RiksmuseetStockholm - 13 November 2001 • om STJÄRNOR och deras PLANETER • om LIV på Jorden (inte så mycket, men) • om LIV på andra Jordar • och ... … ej om små gröna män
Att leta efter ExtraSolara Planeter Finns det planeter utanför vårt solsystem ( = planetsystem ) ? Naturligt första steg vid sökandet efter LIV utanför vårt solsystem
Hubble Space Telescope 500 ljusår... HH 30 plasma jetström HH 30 protoplanetär skiva
Att leta efter ExtraSolara Planeter Radialhastighetsgenommönstring
Att leta efter ExtraSolara Planeter 1995: Genombrottet ! Radialhastighetsgenommönstring
Att leta efter ExtraSolara Planeter …men räcker rad hast som bevis? Exoplaneter finns ! Beviset: Ockultationen av HD209458 Hubble Space Telescope
Att leta efter ExtraSolara Planeter 2-3% detektioner (c:a 10 miljarder jätte- planeter i Vintergatan) • a < 1 AU • (Jupiter: 5 AU) • e 0
Att leta efter ExtraSolara Planeter Många många små…?
Att leta efter ExtraSolara Planeter • Att leta efter ExtraSolara JORDAR... • Radialhastigheter: orealistiskt (9 cm/s) • Astrometri: kanske…SIM? (<3 marcsec) • Transit: genomförbart från rymden (0.01%) COROT, Eddington • Mikro-lensning: enskild händelse (timmar) • … är en svårknäckt nöt
Att leta efter ExtraSolara Jordar Lösningar: • Koronograf i rymden • Ftel > 30 m Ej realistiskt • “Nollande Interferometer” i rymden • Ftel = 1.5 - 3.5 m • Baslinje = 30 - 500 m
Att leta efter ExtraSolara Jordar nolladSol Venus Jorden • Exempel: rekonstruerad • Darwin-karta av solsystemet • • (planeternas lägen: 1 Jan. 2001, • banplanen 30° inklinerade) Mars Mennesson & Mariotti (1997) • Darwin: nollande interferometer • med avbildnings-kapacitet • upprepade observationer • ban-elementen + ...
Karakterisering av ExoJordar CO2 CH4 H2O O3 …. • Karakterisering av Planeters Atmosfärer …+IR spektret: vad kan det berätta för oss? • IR emission: 300K BB • IR absorption:
Karakterisering av ExoJordar Solsystemets “Jordar” då?
Att leta efter ExoLiv • Vad är LIV? innehåller information kan replikera sig självt kan mutera • Livet på Jorden kan tjäna som referens: • Organisk kemi (C-baserad) i vattenlösning
Att leta efter ExoLiv Existensen av O2 = signatur av LIV OM ej abiotiskt producerat • Remote sensing (fjärranalys)? verkar hopplöst... • Vatten och Syre H2O & O2 • 1. Jordens O2 producerat av livet • [CO2 + 2 H2O + 8 hn (H-CHO) + O2 + H2O] X heltal 2. O2: mycket reaktiv gas / bergarter… (t ~ 107 år) om ej kontinuerligproduktion försvinner syret
Att leta efter ExoLiv Vatten och Koldioxid och Ozon: H2O & CO2 & O3 O3 bättre än O2 (bra mätsticka + IR aktiv) O3tillsammans med H2O och CO2 Biotisk aktivitet! LIV kan upptäckas via “remote sensing”
SLUTSATS ATT DETEKTERA LIV PÅ FJÄRRAN JORD-LIKA PLANETER ÄR FAKTISKT MÖJLIGT!
EJ SI MEN SÅ
HUR bära sig åt? ==> teleskop = 30 m (a) Koronograf: Stjärna-planet separationen 1 AU Våglängden 10 mm Avståndet 10 pc
HUR? • Nollande interferometer • tex. Bracewell interferometer (b) att “nolla” stjärnans ljus exvis.på avståndet 10 pc är Solen m10 mm = 3.6 Jorden m10 mm = 20.7
Objektkatalogen • Signalstyrkan(S/N) (t int)läckage~LD2 Rpl- 4 bästa systemen: - litet L : M och K stjärnor - närbelägna - stora planeter - ej stjärn-kompanjoner • Vinkelupplösningen (avståndet stjärna-planet)pl = 100 (L /Lo)-1/2 (D/10pc) [mas] • justerbar konfiguration
Objekt katalogen • Fördelningen av soltyp-stjärnor i ekliptikala koordinater
Darwin 6 Teleskop (Free Flyers) 1 Nav (Beam Combiner) 1 Kommunikationssatellit IRSI InfraRed Space Interferometer
ESA-Missionen • Uppskjutning: Ariane-5 • Bana (Solen-Jorden): L2 • Minimum Livslängd: 5 år • Monolitisk reflektor-teknologi
Banan riktning mot Solen riktning mot Solen från ovan 500.000 km från sidan
Tekniska Krav • DARWIN ska tillhandahålla (bättre än) • Nollningsfaktor : 105 • Baslinje-noggrannhet : 1 cm • Optisk vägskillnad : 20 nm • Teleskopets inriktning : 24 mas • Amplitud-noggrannhet : 10-2
Tidsplanen 2013 Byggnads-Fasen 2006 Demonstrations-Färd Teknologisk Utveckling Definitons-Fasen 2001 2004