Come vengono scoperti i pianeti canaglia?


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I pianeti si trovano di solito osservando una stella e aspettando che il livello di luce scenda quando un pianeta gli passa davanti, ma che dire dei pianeti canaglia che non hanno stelle ospiti?

Risposte:


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L'unico modo è attraverso il metodo di transito che descrivi nella tua domanda, tuttavia è praticamente un'improbabilità statistica che un pianeta canaglia passerà attraverso la linea di vista tra noi e un'altra stella di cui non è un membro planetario.

Il Satellite per sondaggi sull'esopianeta in transito fornirebbe un barlume di speranza nell'identificare alcuni di questi eventi. Richiederebbe questo tipo di osservazione costante poiché il transito avverrà solo una volta e non regolarmente come un transito in orbita attorno al pianeta.

Una luce di stelle distante potrebbe essere microlensita gravitazionalmente dal pianeta canaglia, tuttavia il pianeta dovrebbe essere molto grande per produrre un effetto evidente (più di una nana marrone che di un pianeta canaglia) e anche allora l'effetto sarebbe effimero.

L'imaging diretto sarebbe praticamente impossibile poiché il pianeta canaglia non sarebbe abbastanza vicino a una stella per riflettere una quantità sostanziale della sua luce.


Puoi dirci quanto è grande un "barlume"? E come potrebbero forse identificare un pianeta - qual è la domanda che pone?
Rob Jeffries,

È una figura retorica che si riferisce alla probabilità improbabile continua di un rilevamento. Gli eventi a cui si fa riferimento sono transiti, descritti nell'interrogazione e nominati nel primo paragrafo
christopherlovell,

Giusto. Penso che l' identificazione del transito di pianeti isolati sarà impossibile, anche se potrebbe essere possibile un sondaggio statistico. Il mio -1 era per dire che l'imaging diretto era impossibile, poiché in questo modo sono stati trovati quasi tutti i pianeti isolati candidati.
Rob Jeffries,


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Probabilmente, i "pianeti canaglia" sono già stati scoperti con l'imaging diretto.

I pianeti giganti quando si formano per la prima volta sono grandi e caldi. Irradiano la propria luce, principalmente nell'infrarosso. Quindi i giovani pianeti isolati possono essere visti direttamente.

Ci sono state varie affermazioni in letteratura secondo cui oggetti piccoli come alcune masse di Giove sono stati identificati nelle giovani regioni di formazione stellare. Vedi vari articoli del gruppo di ricerca nano marrone IAC

http://adsabs.harvard.edu/abs/2000Sci...290..103Z

http://adsabs.harvard.edu/abs/2002ApJ...578..536Z

http://adsabs.harvard.edu/abs/2014A%26A...568A..77Z

http://adsabs.harvard.edu/abs/2013MmSAI..84..926Z

Queste affermazioni sono suscettibili di critiche - a volte è difficile dire se un oggetto debole appartiene davvero alla regione di formazione stellare osservata, piuttosto che essere un oggetto di fondo non associato. Le masse dichiarate dipendono anche pesantemente da modelli per la relazione luminosità-massa in funzione dell'età e le età di questi oggetti non sono facilmente vincolanti.

Tuttavia non sarebbe sorprendente se, nel vortice della formazione di un ammasso di stelle, alcuni sistemi planetari fossero strappati dalle loro stelle madri da incontri ravvicinati con altri oggetti.

Le possibilità di vedere oggetti di massa planetari più vecchi, isolati, sono scarse, ma la microlente sembra essere l'unica tecnica attualmente disponibile. La firma microlente di un pianeta fluttuante è ovviamente irripetibile, quindi un pianeta scoperto non può essere seguito in alcun modo. Tuttavia, i sondaggi sugli eventi di microlensing potrebbero essere un modo per dire statisticamente qualcosa su quanto comuni siano tali oggetti. Vedi ad esempio http://astrobites.org/2011/05/24/free-floating-planets-might-outnumber-stars/

EDIT: Vale anche la pena notare che il fatto che queste cose siano davvero "pianeti" è contestato. Potrebbero essere veri e propri pianeti, formati nello stesso modo che è ipotizzato per la maggior parte dei pianeti giganti, cioè per accrescimento su un nucleo roccioso che si è formato attorno a una stella. Potrebbero quindi essere stati allontanati dalla loro stella madre da interazioni dinamiche con altri corpi nel loro sistema o con un terzo corpo. Come ho detto sopra, le simulazioni N-body prevedono che ciò accadrà (ad esempio Liu et al. 2013 ).

D'altra parte, potrebbero rappresentare i frammenti di gas di massa più bassi che sono in grado di formarsi durante il collasso e la frammentazione di una nuvola molecolare e che per qualche ragione non sono stati in grado di accumulare ulteriore gas (cioè sono davvero più simili a nane brune a bassa massa ). Questo cosiddetto "limite di frammentazione" è di ordine 10 masse di Giove, ma se fosse un po 'più basso potrebbe spiegare i pianeti fluttuanti che sono stati visti finora.


Sembra sensato. Le stelle non escono solo dall'etere. Diventerebbero tutti simili a un pianeta fino ad accumulare abbastanza massa per la fusione, quindi sarebbe una sorpresa se tali corpi non esistessero. Presumibilmente, non tutti questi corpi crescono a livelli stellari, quindi ne conseguirebbe che alcuni persisterebbero come tali.
Mitch Goshorn,

@MitchGoshorn La maggior parte dei ricercatori pensa che pianeti e stelle giganti si formino in modi diversi e che questa sia la loro caratteristica distintiva . Quindi l'origine dei "pianeti fluttuanti liberi" è attualmente discutibile. I codici N-body rilevanti mostrano che i pianeti vengono eliminati durante la prima infanzia in un cluster (dove si formano la maggior parte delle stelle). Esiste un "limite di frammentazione", che potrebbe raggiungere le 10 masse di Giove che impedisce ai "pianeti" di formarsi allo stesso modo delle stelle. Ma alcuni sostengono che questo limite inferiore potrebbe essere inferiore.
Rob Jeffries,

Possono essere processi distinti, ma fino a quando non diventa una stella o una stella appare nelle vicinanze, la composizione della nuvola da cui sta crescendo dovrebbe essere abbastanza coerente. Non si limitano a un percorso orbitale come nella tipica formazione dei pianeti, quindi potrebbero eventualmente diventare più grandi del tuo tipico gigante gassoso, ma dal punto di vista compositivo dovrebbero essere abbastanza simili ai giganti gassosi vicini.
Mitch Goshorn,

Nessun argomento, sostanzialmente uguale alla tua modifica (non l'avevo vista, mi scuso).
Mitch Goshorn,

5

Usando il microlensing del MOA (Microlensing Objects in Astrophysics), i gruppi OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) hanno trovato molti pianeti fluttuanti.

Le stelle, i pianeti fluttuanti ecc. Si stanno muovendo attorno al centro della nostra galassia. Si stanno muovendo a velocità diverse, quindi molto occasionalmente un oggetto in primo piano passa attraverso la linea di mira diretta verso una stella di sfondo. Quando ciò accade, la gravità degli oggetti in primo piano si comporta come una lente che ingrandisce l'immagine della stella di sfondo. Man mano che l'allineamento migliora, la luminosità dell'oggetto di sfondo sembra schiarire. Svanisce di nuovo quando l'allineamento peggiora. Con allineamenti molto ravvicinati, la luminosità apparente della stella di sfondo può aumentare di 1000 volte. La durata dell'ascesa e della caduta dipende principalmente dalla massa degli oggetti in primo piano. Per i pianeti di massa di Giove sono circa 4 giorni, per i pianeti di massa terrestre è nell'ordine di diverse ore. Per un singolo oggetto in primo piano l'aumento e la diminuzione della luminosità della stella di sfondo è una forma molto liscia e ben nota. Se l'oggetto in primo piano fa parte di un binario, questa curva viene distorta con dossi, cali e altre anomalie extra.

Nota che il microlensing non ha bisogno di rilevare alcuna luce dall'oggetto in primo piano, quindi potrebbe essere in ordine di massa, pianeta non illuminato libero da qualsiasi stella, una stella molto fioca, stella normale, nana bianca, stella di neutroni o persino un buco nero

I gruppi MOA e Ogle monitorano milioni di stelle per notte. Trovano oltre 1000 eventi di microlensing all'anno. Una piccola parte di questi sono lunghi meno di un giorno e non presentano segni di urti e oscillazioni extra. Quindi provengono da pianeti fluttuanti.

Tuttavia, misurare la massa di una singola lente richiede molte osservazioni ed effetti del secondo ordine. Se la stella di sfondo ha un diametro angolare grande, la curva della luce microlente viene distorta. Modellazione di queste distorsioni con una stima del tipo di stella di sfondo, rese e stima della massa dell'oggetto obiettivo. Se si osserva lo stesso evento da 2 punti, è possibile misurare un ritardo tra l'arrivo della luce in ciascun luogo. Questo produce una stima della distanza dall'oggetto in primo piano. Questo con la conoscenza del tipo di stella di sfondo produce una stima di massa.

È stato probabilmente trovato un pianeta fluttuante con una luna. consultare il sito Web MOA http://www.phys.canterbury.ac.nz/moa/ per maggiori dettagli sulla ricerca di pianeti canaglia mediante microlensing

I team di veicoli spaziali e microlensing di Kepler fanno parte di una campagna congiunta, il cui obiettivo principale è rilevare e misurare la massa del pianeta fluttuante. Poiché Keplero è lontano dalla terra, c'è un sostanziale ritardo tra le sue curve di luce e quelle misurate dalla terra. Vedi http://www.nasa.gov/feature/ames/kepler/searching-for-far-out-and-wandering-worlds

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