📜  宇宙学-系外行星属性

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:09:12             🧑  作者: Mango


首先一个外行星的直接影像,于2004年,是质量3-10中号木星轨道围绕一颗褐矮星(2M1207)与25男木星的质量行星。诸如径向速度,过境,引力微透镜,成像,天体测量等技术已用于探测系外行星。检测的数量每年都在增加。

直到2010年左右,径向速度方法才被广泛使用,但是现在大多数检测是通过运输方法完成的。 2014年,开普勒太空望远镜(KST)开始提供检测结果时,检测数量激增。

质量周期分布表明,“径向速度”方法更倾向于检测周期较大的大质量行星,而使用“运输”方法时,仅检测到周期较低的行星,如下图所示(由NASA系外行星档案提供) 。

大众时期

自从KST出现以来,对较小质量行星的探测数量急剧增加。从下图可以明显看出。 KST探测到的行星分为两类:称为“热木星”的热质大行星和称为“热超地球”的低质量行星(因为它们比地球重)。

行星质量分离

当我们绘制探测到的太阳系外行星的数量与它们之间的距离的图时,我们发现这些行星中的大多数都在2kpc以内,这恰好在我们的银河系之内。也许行星在宇宙中并不罕见,因为我们的发现仅限于宇宙很小一部分中的某些类型的行星。

行星从星周盘原盘行星形成。如果行星在恒星形成过程中作为副产品形成,那么宇宙中行星的数量可能会超过宇宙中恒星的数量!

宜居区

可居住区可以定义为恒星周围的区域,在该区域中水可以液态存在。如下图所示,考虑到距离恒星$ a_p $的行星。一种简单的计算行星温度的方法描述如下。

宜居区

$$ \ left(\ frac {L_ \ ast} {4 \ pi a ^ 2_p} \ right)\ pi R ^ 2_p(1-A)= 4 \ pi R ^ 2_p \ sigma T ^ 4_p $$

$$ \ frac {L_ \ ast} {4 \ pi R ^ 2_ \ ast} = \ sigma T ^ 4_ \ ast $$

$$ \因此T_p =(1-A)T_ \ ast \ sqrt {\ frac {R_ \ ast} {2a_p}} $$

在我们的情况下替代

  • 太阳长= 3.83 x 10 26

  • a p = 1.5 * 10 11

  • A = 0.3

将提供$ T_ {Earth} = 255K $。实际的计算非常复杂,其中包括云物理。我们太阳系中的可居住区域在0.9 AU和1.7 AU之间。

由于气压降低,发现太阳的光度随时间增加。开始燃烧氢气时,亮度降低了30%。这将导致可居住区域远离太阳。由于地球位于可居住区域的内边缘附近,因此也许有一天它会移出该区域!

连续居住区

简而言之, CHZ可以定义为液态水在恒星整个主序列寿命中可以存在的区域。 KST发现了许多位于宜居区域的太阳系外行星。

生物签名是任何可以提供过去或现在生命科学证据的物质-例如元素,同位素,分子或现象。一个示例是检测行星上的O 2和CO 2 ,这通常仅通过地质过程是不可能的。该检测通过分析吸收光谱来完成。

要记住的要点

  • 诸如径向速度,过境,引力微透镜,成像,天体测量等技术已用于探测系外行星。

  • 径向速度方法更偏向于探测具有较大周期的大质量行星。

  • 热的大质量行星被称为“热木星”,低质量的行星被称为“热超地球”。

  • 宇宙中的行星数量超过宇宙中的恒星数量。

  • 可居住区可以定义为恒星周围的区域,在该区域中水可以液态存在。