Question:
Comment pouvons-nous voir des planètes à des milliers d'années-lumière, sans savoir s'il y a plus de planètes dans le système solaire?
SaudiBombsYemen
2016-01-22 02:32:33 UTC
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C'est essentiellement ma question, elle s'est posée lorsque j'ai vu un article (voici le article scientifique, qui devrait être libre de lecture) disant que deux scientifiques de Caltech auraient pu trouver la 9e planète du solaire système.

Voir aussi [cette question sur Astronomy.SE] (http://astronomy.stackexchange.com/questions/13330/why-hasnt-the-9th-planet-been-detected-already) qui a de très bonnes réponses très détaillées.
Veuillez arrêter de modifier votre message en modifiant des espaces.
Ce que Ruslan a dit.v13 = v4.
Désolé, cela ne se reproduira plus
Six réponses:
Rob Jeffries
2016-01-22 02:54:05 UTC
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Le problème pour trouver une nouvelle planète dans notre système solaire n'est pas qu'elle soit trop faible, mais de savoir où regarder dans un grand ciel. Cette planète putative 9 est susceptible d'être dans la plage de magnitude 20-28 (à moins qu'il ne s'agisse d'un trou noir primordial de masse planétaire, auquel cas elle sera invisible à l'exception de toute luminosité d'accrétion). C'est faible (surtout à l'extrémité faible), mais certainement pas hors de portée des grands télescopes d'aujourd'hui. Je comprends que diverses parties du ciel sont actuellement en train d'être nettoyées, à la recherche d'un objet faible avec une (très) grande parallaxe.

Le problème est que, bien qu'il soit relativement facile de rechercher assez facilement de grandes zones du ciel rapidement si vous êtes intéressé par les objets lumineux; pour effectuer des recherches approfondies, vous êtes normalement limité (par le temps) à de petites zones. Et vous devez répéter vos observations pour trouver un objet en mouvement par rapport aux étoiles de fond.

Si la planète 9 avait été une géante gazeuse, elle aurait été auto-lumineuse, en raison de la contraction gravitationnelle, et aurait ont été captés par des sondages infrarouges comme 2MASS et WISE. Mais la suggestion est qu'il est rocheux ou glacé, n'est observable que dans la lumière réfléchie du soleil et est donc un objet très faible aux longueurs d'onde visibles.

Avec des exoplanètes autour d'autres étoiles qui peuvent être des centaines ou des milliers de à des années-lumière, vous savez où regarder - essentiellement près de l'étoile. L'angle solide que vous devez rechercher est relativement petit. Cela dit, il y a d'autres problèmes à surmonter, principalement le contraste extrême de luminosité entre la planète et l'étoile, ce qui signifie que les seules exoplanètes directement imagées (ou compagnons de faible masse) vers d'autres étoiles sont beaucoup plus massive (d'au moins un ordre de grandeur) que la possible nouvelle planète 9. En effet, si ces objets existaient dans notre système solaire, nous les aurions facilement trouvés déjà dans des enquêtes infrarouges dans tout le ciel telles que 2MASS et WISE.

Les planètes plus petites qui ont été trouvées autour d'autres étoiles ne sont pas trouvées en les imaginant directement. On les trouve indirectement en transitant par leur étoile parente ou par le décalage doppler provoqué par leur attraction gravitationnelle sur leur étoile parente. Pour un objet de notre système solaire qui est loin du Soleil, la première de ces techniques n'est tout simplement pas possible - la planète 9 ne transitera jamais devant le Soleil de notre point de vue. La deuxième technique est également irréalisable car (a) l'amplitude du mouvement induit dans le Soleil serait trop petite pour être détectée et (b) le signal périodique que l'on rechercherait aurait une période d'environ 20 000 ans! Toutes les exoplanètes détectées indirectement ont des périodes d'environ 15 ans ou moins (fondamentalement similaires à la durée pendant laquelle nous les avons surveillées).

Il convient également de souligner que si nous observons notre système solaire, même à partir d'une étoile proche, il est peu probable que nous ramassions la planète 9, mais nous trouverions Jupiter, Saturne et peut-être l'une des planètes intérieures si elle transitait. En d'autres termes, notre recensement des exoplanètes autour d'autres étoiles n'est en aucun cas complet. Voir Si le système solaire d'Alpha Centauri A reflétait exactement le nôtre, que pourrions-nous détecter? pour plus de détails.

Serait-il juste de dire que si nous observions notre propre système solaire à plusieurs années-lumière, il nous serait beaucoup plus facile de détecter Jupiter que cette possible neuvième planète?Il semble qu'une idée fausse possible inhérente à la question soit que nous trouvons * toutes * les exoplanètes d'un système donné, alors que nous ne trouvons probablement que les plus massives et / ou celles avec les disques / tailles apparents les plus grands (en termes d'obscurcissement de la lumière de leurs soleils).
@ToddWilcox Oui.Nous trouverions * facilement * Jupiter (même si cela prendrait environ 10 ans et plus d'observation) et Saturne aussi si nous observions plus longtemps.Mais pas cette possible nouvelle planète.
@ToddWilcox Vous trouverez beaucoup plus de détails sur ce point sur http://astronomy.stackexchange.com/questions/8605/if-alpha-centauri-as-solar-system-exactly-mirrored-our-own-what-would-we-be-ab / 12096 # 12096
Je ne suis pas sûr de comprendre le problème de l'angle solide.L'angle solide du champ de vision et de l'objet recherché doit rétrécir proportionnellement, de sorte que la résolution requise pour localiser l'objet doit rester constante.
@owen Q: Où est la planète 9?R: Partout dans environ la moitié du ciel?Q: Où sont les planètes autour de Beta Pic?UNE;Quelque part dans environ 2 secondes d'arc de Beta Pic.c'est-à-dire que pour rechercher des planètes autour de la bêta Pic, vous devez couvrir un angle solide d'environ 10 $ ^ {- 11} $ stéradians, mais vous devez couvrir un angle solide de $ \ sim 2 \ pi $ stéradians pour trouver la planète 9.
Mais je peux imaginer ces deux angles solides dans le même laps de temps.
@Owen Non, vous ne pouvez pas.Beta Pic pourrait être imagée en une heure à l'aide d'une configuration optique adaptative.Pour arpenter la moitié du ciel, qui sait combien de temps.
Je peux imaginer la moitié du ciel en quelques secondes.La question est à quelle résolution.Et c'est là que je pense qu'il faut prendre en compte l'angle solide de l'objet recherché.
@Owen Non, car vous n'avez pas besoin ou ne voulez pas zoomer sur l'objet.Aucun télescope sur Terre ne peut résoudre une planète autour d'une autre étoile, nous ne sacrifions donc pas le champ de vision pour essayer.D'un autre côté, il faudrait de nombreuses nuits pour imaginer le ciel à même la 20e magnitude avec un télescope dédié, et la 28e magnitude est 1600 fois plus faible.
Donc, ce que vous dites, c'est qu'il y a d'autres informations qui vous permettent de détecter une exoplanète distante différemment de celle que vous détecteriez un objet sombre aléatoire, pas près d'une étoile, qui se trouvait être confiné à un champ de vision limité?En d'autres termes, le champ de vision limité ne suffirait pas à lui seul à faire la différence?
@Owen, c'est les deux.Oui, il existe différentes techniques (ndirect) qui peuvent être utilisées pour trouver des exoplanètes proches d'une autre étoile qui ne peuvent tout simplement pas être utilisées sur la «planète 9».Deuxièmement, même les exoplanètes qui sont directement imagées sont beaucoup plus lumineuses que ne le serait la planète 9 - elles peuvent être trouvées dans une nuit de données sur un grand télescope dans une zone limitée et bien définie.Le même télescope devra scanner la moitié du ciel pendant plusieurs années pour (peut-être) trouver la planète 9.
@RobJeffries Je vois, cela a du sens maintenant.Merci pour votre patience avec ma confusion :)
Pour compléter cette excellente réponse, il serait intéressant d'inclure une ligne sur la faiblesse des quelques exoplanètes que nous avons pu imager directement.
NeutronStar
2016-01-22 02:55:10 UTC
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La raison pour laquelle nous pouvons voir des exoplanètes à des milliers d'années-lumière mais pas une planète à 200 UA (environ 30 heures-lumière) est que ces planètes sont trouvées en utilisant différentes techniques. La planète discutée dans l'article que j'ai lié a été découverte en utilisant une technique connue sous le nom de «microlentille», qui oblige une étoile à passer derrière une autre étoile entourée d'une planète. La luminosité de l'étoile arrière est améliorée en passant derrière l'étoile de premier plan, car la gravité de l'étoile de premier plan concentre la lumière de l'étoile d'arrière-plan beaucoup plus de lumière qu'une lentille en verre plus traditionnelle focalise la lumière. La gravité de la planète fournit un éclaircissement plus petit mais toujours détectable sur ce que l'étoile de premier plan produirait elle-même.

D'autres techniques de détection pour les planètes en dehors de nos systèmes solaires comprennent:

  • mesurer l'oscillation d'une étoile due à la gravité d'une planète tirant dessus.
  • mesurer la gradation temporaire d'une étoile lorsqu'une planète passe devant elle
  • imager directement la planète avec un télescope haute résolution comme le télescope spatial Hubble.

De toutes ces techniques, l'imagerie directe est la seule qui a fonctionné jusqu'à présent pour les objets du système solaire. La 9ème planète putative est trop éloignée du soleil pour que sa gravité produise une oscillation mesurable, et elle ne traversera jamais devant le soleil de notre point de vue pour que nous puissions mesurer son effet de gradation sur le soleil. Je pense que la technique de microlentille peut fonctionner pour quelque chose comme la 9e planète (je ne sais pas avec certitude), mais la seule façon dont vous pourrez détecter un objet du système solaire par microlentille est si vous avoir un télescope pointé directement dessus pour prendre les données de microlentille. Cependant, un relevé de microlentilles efficace nécessite de prendre plusieurs observations en succession très rapide, donc au lieu de pouvoir observer une grande partie du ciel, vous devez observer une petite partie du ciel plusieurs fois, donc votre zone de recherche est également petite. .

Si tout ce que vous faites est d’essayer d’imaginer la planète, vous pouvez en principe découvrir une nouvelle planète avec seulement deux images. Si un point lumineux se déplace entre ces deux images, vous avez trouvé un objet du système solaire, et les observations de suivi peuvent confirmer s'il s'agit d'une nouvelle planète ou d'un petit astéroïde à proximité. Mais comme il vous suffit de prendre deux images de chaque partie du ciel, la zone de recherche accessible avec une quantité donnée de type de télescope est beaucoup plus grande, vous serez donc beaucoup plus susceptible de découvrir une nouvelle planète avec cette technique par microlentille.

BowlOfRed
2016-01-22 02:52:50 UTC
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Nous n'avons pas détecté de planètes à des millions d'années-lumière. À l'heure actuelle, la plus éloignée se trouve à moins de 20 000 années-lumière.

Même pour les planètes que nous avons détectées, elles ne sont pour la plupart pas «vues» ou directement imagées. Au lieu de cela, ils sont trouvés par l'effet qu'ils ont sur l'étoile mère (généralement une oscillation gravitationnelle ou une détection de transit). Dans les deux cas, il est nécessaire de pouvoir voir des orbites répétées. Cela le limite aux planètes qui sont un peu proches de l'étoile. Nous ne détectons donc qu'un sous-ensemble d'exoplanètes les plus faciles à trouver.

Les planètes éloignées de toute étoile ont peu d'effet gravitationnel et seulement de très petites quantités de lumière réfléchie. Ces objets sont difficiles à trouver dans notre système et sont actuellement bien au-delà de la détection dans d'autres systèmes.

Aron
2016-01-22 11:20:56 UTC
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Raison vraiment simple.

Nous ne voyons des exoplanètes que dans des circonstances extrêmement chanceuses. Nous ne voyons donc qu'une infime fraction de toutes les exoplanètes.

Si, par exemple, nous ne voyons que 0,1% de toutes les exoplanètes dans chaque système stellaire que nous examinons, c'est un HECK bien pire que le 8 sur 9 dans notre propre système stellaire.

Duke of Sam
2016-01-22 17:46:59 UTC
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C'est une combinaison de plusieurs éléments. Premièrement, lorsque nous recherchons des exo-planètes, nous savons que nous n'allons pas les observer en fonction de leur luminoscité, nous utilisons donc différentes techniques basées sur la façon dont la planète exo affectera la lumière que nous observons depuis leur soleil. Cette méthode fonctionne à merveille si l'étoile et l'exoplanète sont relativement proches, mais ce serait terrible si nous essayions de trouver une planète dans notre système solaire en attendant qu'elle obscurcisse légèrement une autre étoile et espérons que nous cherchions la bonne.

Deuxièmement, c'est une question de statistiques, trouver quelques-unes des mille milliards d'exo planètes est facile. D'un autre côté, trouver une exoplanète spécifique lorsque nous ne savons pas exactement où elle se trouve est assez délicat.

Alec Teal
2016-01-23 16:34:07 UTC
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C'est vraiment très simple et je ne sais pas pourquoi la réponse du haut n'explique pas ce qui se passe.

J'ai une lampe sur mon bureau, qui est en face de la tête de lit de mon lit . Parfois, je suis allongé en train de lire avec la lampe allumée pour éclairer la pièce, mais avec mon point de vue abaissé, oh non, un premier problème mondial se produit - il y a une lumière vive dans mon champ de vision qui me fait plisser les yeux et c'est inconfortable à lire.

Donc, ce que je fais, c'est croiser ma jambe droite sur ma gauche pour que mon pied empêche la lumière de frapper mon visage, et peut ainsi lire confortablement sans prendre la peine de déplacer la lumière.

Maintenant, avec l'information "il y avait de la lumière, maintenant il n'y en a plus", nous pouvons supposer une des deux choses suivantes:

  1. La lumière s'est éteinte
  2. Il y a quelque chose entre la lumière et mon œil

Ici la lampe est une étoile et mon pied devrait être une planète, c'est ... Je veux dire allez, ça ne va pas être l'étoile s'éteignant soudainement, ainsi nous savons que si une partie de la lumière disparaît, il y a quelque chose entre nous et la lumière.

C'est une planète. Parce que ce ne sera pas une chaussure.

Maintenant, imaginez vous tenir sur une colline et regarder autour de vous, tout est vraiment très loin. Je vous donne une bonne paire de jumelles qui vous permet de voir ... comme $ 5 ^ \ circ $ (angle) peut-être, trouvez-moi toutes les chaussures que vous pouvez voir.

Cela prendra beaucoup de temps car vous devrez scanner une zone assez grande (bien que vous puissiez optimiser la tâche en supposant que les chaussures ne flottent pas dans les airs).

Maintenant, faites-le la nuit.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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