Transit Light Curve Tutorial

în această secțiune, vom arăta o curbă de lumină din misiunea Kepler și vom determina parametrii planetei. Kepler este cel mai puternic observator de vânătoare de planete pe care îl avem astăzi și cea mai bună parte este că datele sunt publice. Figura de mai jos prezintă o curbă de lumină Kepler a unei exoplanete numită HAT-P-7 b.

această planetă este un Jupiter fierbinte – unul dintre cele mai ușoare tipuri de planete de detectat.

în primul rând, observați amploarea complotului de mai sus. Întregul interval al graficului este în limita a 1% din luminozitatea totală a stelei! Căutarea planetelor care tranzitează necesită măsurători de luminozitate foarte precise.

curba de lumină Kepler a HAT-P – 7 arată trei Tranzite foarte convingătoare-scufundările mari evidențiate cu săgeți roșii de mai jos.

adâncimea acestor Tranzite codifică dimensiunea planetei.

aici, tranzitele scad fluxul de la 1,0 la aproximativ 0,994 – o scădere de aproximativ 0,6%. Folosind formula pentru raza planetară:

și conectând valori pentru adâncime = 0,6% = 0,006, R * = 2 raze solare, găsim o rază planetară Rp de aproximativ 1,5 raze Jupiter.

perioada de timp dintre două Tranzite succesive este “perioada orbitală” a planetei, care este lungimea anului acelei planete:

când planeta merge în spatele stelei, orice lumină de pe planetă, fie lumina stelelor reflectată de pe suprafața planetei, fie lumina emisă de planetă pentru că strălucește fierbinte, este blocată. Această scădere a luminozității se numește “eclipsă secundară”, iar pentru planete este de obicei destul de mică.

este abia detectabil prin ochi, dar dacă stivuiți multe dintre aceste Eclipse împreună și mediați datele, este destul de evident. Eclipsa secundară medie a lui HAT-P-7 B folosind toate datele Kepler este prezentată mai jos. Punctele gri și violet puncte sunt medii peste 1 minut și 15 intervale de minute, respectiv:

durata tranzitului este timpul necesar pentru ca planeta să treacă peste fața stelei. Această măsurare codifică multe observabile, inclusiv “parametrul de impact”, sau cât de aproape de centrul stelei tranzitează planeta, dimensiunea stelei (sau mai precis, cât de densă este steaua) și excentricitatea orbitei planetei sau cât de aproape de un cerc este orbita planetei. Este dificil să distingem aceste măsurători diferite, dar cu analize sofisticate, este posibil.

figura de mai jos oferă o privire mai atentă asupra curbei luminii de tranzit. Aici, punctele gri sunt din nou date medii, de data aceasta medii peste intervale de 20 de secunde, folosind date de la aproximativ 6% din setul de date complet.

la o inspecție mai atentă a curbei luminii de tranzit, câteva lucruri sunt evidente. În primul rând, tranzitul nu este cu fund plat, este cu fund rotund. Acest lucru se datorează faptului că stelele nu sunt uniform strălucitoare pe suprafețele lor. Stelele au o proprietate numită “întunecarea membrelor”, ceea ce înseamnă că steaua este cea mai strălucitoare în centru din punctul nostru de vedere și cea mai slabă la marginea vederii. Acest lucru este ilustrat în următoarea imagine a Soarelui nostru, obținută de observatorul solar și Heliosferic al NASA.

Image: NASA

profilul rotunjit provine de la planeta care se deplasează prin părți ale stelei cu luminozitate diferită – când planeta este aproape de marginea stelei, blochează o parte a stelei care este cel mai puțin strălucitoare, deci blochează lumina totală mai mică. Acest lucru este ilustrat în următoarea animație:


animație: Jason Eastman

o altă caracteristică interesantă este că scăderea luminozității în tranzit nu este instantanee – este nevoie de ceva timp pentru ca planeta să treacă complet peste marginea stelei. Acest lucru este ilustrat și în animația de mai sus.

astronomii disting de obicei între două durate de tranzit diferite: “durata totală” tt, de la începutul scăderii luminozității până la sfârșitul creșterii și “durata completă”, tf, cantitatea de timp în care planeta este complet deasupra suprafeței stelei. Figura de mai jos adnotează aceste două măsurători de durată diferite.

raportul dintre TT și tf, atunci când este combinat cu alte informații, cum ar fi adâncimea tranzitului, oferă informații despre cât de departe de centrul stelei tranzitează planeta. De obicei, astronomii extrag aceste informații calculând cum ar trebui să arate tranzitul și comparând-o cu observațiile. Această abordare, numită modelare, are ca rezultat calcule care se potrivesc foarte bine cu datele observate. O curbă de lumină model este prezentat în violet în figura de mai jos, pe partea de sus a datelor de HAT-P – 7 b.

continuați pe pagina 3 .

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.