Transit Lys Kurve Tutorial

I denne delen vil vi vise en lyskurve fra Kepler-oppdraget og bestemme planetparametere. Kepler er det kraftigste planetjaktobservatoriet vi har i dag, og det beste er at dataene er alle offentlige. Figuren under viser en kepler-lyskurve av EN eksoplanet KALT HAT-P-7 b.

denne planeten er en varm Jupiter-en av de enkleste typene planeter å oppdage.

først av alt, legg merke til omfanget av plottet ovenfor. Hele spekteret av grafen er innenfor 1% av stjernens totale lysstyrke! Søk etter transiterende planeter krever svært nøyaktige lysstyrkemålinger.

KEPLER-lyskurven TIL HAT-P-7 viser tre svært overbevisende passasjer – de store dips uthevet med røde piler under.

dybden av disse transittene koder for størrelsen på planeten.

her reduserer transittene fluxen fra 1,0 til ca 0,994-en reduksjon på ca 0,6%. Bruke formelen for planetarisk radius:

og plugging i verdier for dybde = 0,6% = 0,006, r * = 2 solradier, finner vi en planetarisk radius Rp på ca 1,5 Jupiter radier.

tiden mellom to påfølgende passeringer er” omløpsperioden ” til planeten, som er lengden på planetens år:

når planeten går bak stjernen, blir alt lys fra planeten, enten stjernelys reflektert av planetens overflate, eller lys som sendes ut av planeten fordi det er glødende varmt, blokkert. Denne nedgangen i lysstyrke kalles “sekundær formørkelse”, og for planeter er vanligvis ganske liten.

Det er knapt synlig for øyet, men hvis du stabler mange av disse formørkelsene sammen og gjennomsnittlig dataene, er det ganske tydelig. DEN gjennomsnittlige sekundære formørkelsen AV HAT-P-7 b ved hjelp Av Hele kepler-dataene er vist nedenfor. De grå poeng og lilla poeng er gjennomsnitt over 1 minutt og 15 minutters intervaller, henholdsvis:

varigheten av transitt er tiden det tar for planeten å krysse over stjernens ansikt. Denne målingen koder for mange observables, inkludert “impact parameter”, eller hvor nær sentrum av stjernen planeten passerer, størrelsen på stjernen (eller mer presist, hvor tett stjernen er), og eksentrisiteten av planetens bane, eller hvor nær en sirkel planetens bane er. Det er vanskelig å skille disse forskjellige målingene, men med sofistikerte analyser er det mulig.

figuren nedenfor gir en nærmere titt på transitt lyskurven. Her er de grå punktene igjen gjennomsnittlige data, denne gangen gjennomsnitt over 20 sekunders intervaller, ved hjelp av data fra ca 6% av hele datasettet.

ved nærmere inspeksjon av transitt lyskurve, et par ting er tydelig. For det første er transitten ikke flatbunnet, den er rundbunnet. Dette skyldes at stjerner ikke er jevnt lyse over overflatene sine. Stjerner har en egenskap som kalles “lem darkening”, noe som betyr at stjernen er lyseste i sentrum fra vårt syn, og svakeste på kanten av utsikten. Dette er illustrert i følgende bilde av Vår Sol, oppnådd AV NASAS Solar And Heliospheric Observatory.

Bilde: NASA

den avrundede profilen kommer fra planeten som beveger seg over deler av stjernen med forskjellig lysstyrke – når planeten er nær kanten av stjernen, blokkerer den en del av stjernen som er minst lyssterk, så den blokkerer det mindre totale lyset. Dette er illustrert i følgende animasjon:


Animasjon: Jason Eastman

Et annet interessant trekk er at nedgangen i lysstyrke i transitt ikke er øyeblikkelig – det tar litt tid for planeten å passere helt over kanten av stjernen. Dette er også illustrert i animasjonen ovenfor.

Astronomer skiller vanligvis mellom to forskjellige transittvarigheter: “total varighet” tt, fra begynnelsen av nedgangen i lysstyrke til slutten av stigningen, og “full varighet”, tf, hvor lenge planeten er helt over stjernens overflate. Figuren nedenfor kommenterer disse to forskjellige varighetsmålinger.

forholdet mellom tt og tf, kombinert med annen informasjon som dybden av transitt, gir informasjon om hvor langt fra sentrum av stjernen planeten passerer. Vanligvis trekker astronomer ut denne informasjonen ved å beregne hvordan transitten skal se ut og sammenligne den med observasjonene. Denne tilnærmingen, kalt modellering, resulterer i beregninger som svært nært samsvarer med de observerte dataene. En modell lyskurve er vist i lilla i figuren under, på toppen AV DATAENE I HAT-P-7 b.

Fortsett På side 3 .

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.