La turbolenza atmosferica è irrilevante per i transiti ExoPlanetary e le misurazioni della velocità radiale?


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È noto che la turbolenza atmosferica disperde i fotoni in modo quasi casuale lungo il loro percorso attraverso l'atmosfera, con una risoluzione di imaging inferiore rispetto a quanto previsto da considerazioni basate esclusivamente sullo strumento.

Ho pensato se gli stessi effetti possono svolgere un ruolo rilevante nel limitare le sensibilità alla fotometria nei transiti o alla spettrometria nelle misurazioni della velocità radiale .

I miei pensieri finora:

  • Transiti: dato che non sono un osservatore, non so se la turbolenza atmosferica sia effettivamente abbastanza forte da disperdere i fotoni sorgente fuori dalla linea di vista, rendendoli inosservati. Ciò giocherebbe con il rapporto segnale-rumore per misura e lascerebbe fluttuare nel tempo.
  • Velocità radiale: la turbolenza dovrebbe essere in grado di influenzare una misurazione spettrale da terra, se l'allargamento turbolento indotto è significativo rispetto alla larghezza della linea che può essere risolta con lo strumento considerato. Considerando lo spostamento del doppler indotto dalla turbolenza come (ho assunto che le velocità turbolente dei vortici siano comparabili ai venti tipici) come tipico dell'atmosfera terrestre, questo dovrebbe essere insignificante anche per uno spettrografo ad alta risoluzione come HARPS con . Tuttavia, i vortici più piccoli ruotano più velocemente, potrebbero quindi raggiungere l'intervallo di rilevabilità quandoΔv/c10cm/S/c~10-7λ/Δλ~105
    Δv/c~10-5

Qui la mia esperienza in questo argomento termina e spero che qualcuno di questa comunità illumini i punti sopra. Anche googling di solito indica solo i vantaggi nell'imaging diretto. Domanda bonus : l'ottica adattiva aiuterebbe sempre a porre rimedio a eventuali problemi che potrebbero sorgere?

Risposte:


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Si possono immaginare vortici turbolenti nell'atmosfera come lenti ottiche molto deboli che focalizzano e sfocano le radiazioni stellari. Ciò porta al degrado dell'immagine (vedere) e alle fluttuazioni del flusso registrate attraverso una certa apertura. Quest'ultimo effetto si chiama scintillazioni. È molto importante per le osservazioni ad occhio nudo. Per i telescopi la media per apertura grande riduce l'entità delle scintillazioni. Tuttavia è il principale fattore limitante per la fotometria ad alta precisione su telescopi più grandi di ca. 2 m. Vedi ad esempio http://adsabs.harvard.edu/abs/2012MNRAS.426..647K

Per quanto riguarda la spettroscopia, la turbolenza atmosferica non influisce sulla lunghezza d'onda della radiazione fintanto che nei moderni spettrografi ad alta precisione (ad es. HARPS) la rilevazione effettiva avviene nel vaccuum.

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