Transcript KOLIKO PLANETOV JE V NAŠI GALAKSIJI?

KOLIKO PLANETOV JE
V NAŠI GALAKSIJI?
Odkrivanje planetov z metodo
gravitacijskega mikrolečenja
Avtor: Matej Ulčar
Mentorica: doc. dr. Andreja Gomboc
Ljubljana, 22. 5. 2012
Uvod
Zgodovina
 Gravitacijsko lečenje
 Občutljivost metode
 Opazovanja
 Rezultati opazovanj

Zgodovina



Prvi eksoplanet odkrit leta 1992, okrog zvezde glavne
veje 1995
Do danes 763 odkritih planetov
2 metodi odkrivanja planetov:




prehod planeta preko zvezde
gibanje zvezde okrog skupnega težišča
Obe metodi zaznata le planete, ki krožijo blizu zvezde
17% do 30% zvezd (podobnih Soncu) ima planet
Gravitacijsko (mikro)lečenje



Pot svetlobe se ukrivi v
močnem gravitacijskem
polju
Površinska svetlost se
ohranja, kotna velikost
slike ne
Velike razdalje -> majhni
koti, spremljamo samo
ojačanje svetlobnega
toka
Enačba leče


Po splošni teoriji relativnosti se svetloba odkloni za α =
4GM/(rc^2)
Karakteristično velikost leče predstavlja Einsteinov radij:
Enačba leče


Iz geometrije lečenja izrazimo kote
Brezdimenzijska oblika u=β/θE y=θ/θE
Enačba leče

Zapišemo kotni velikosti izvora svetlobe Ω0 in slike Ω

Definiramo povečavo, kot razmerje kotnih velikosti
Zvezda s planetom



Zvezda in planet
delujeta kot sistem
dveh leč
Planet zaznamo kot
dodaten ozek vrh
Anomalije v svetlobni
krivulji
Prednosti in slabosti
Zaznamo lahko planete, daleč stran od
zvezde
 Zaznamo lahko planete z masami od
nekaj mas Zemlje do več mas Jupitra
 Zelo redka uporaba metode, majhna
verjetnost za lečenje

Opazovanja



2 stopnji: v prvi iščejo možne kandidate za
lečenje, v drugi pa opazujejo sam pojav
mikrolečenja
Izpolnjeno v projektih OGLE in PLANET med
2002 in 2007
Izbrani 3 planeti:
1. M ≈ 3,8 MJ; a ≈ 3,6 AE
2.
3.
M ≈ 0,2 MJ; a ≈ 3 AE
M ≈ 5,5 MZ; a ≈ 2,6 AE
Občutljivost metode
Občutljivost metode

Učinkovikost detekcije ε(log a, log M)
je verjetnost, da zaznamo planet, če ima
zvezda natanko en planet

Občutljivost
S(log a, log M) = Σ[ε(log a, log M)]
Teoretični model
Definiramo masno funkcijo planetov:
f(loga,logM) = dN / (d loga d logM)
 Izračunamo pričakovano število detekcij:

E(f) = ∫ f(loga,logM) S(loga,logM) dloga dlogM

Model predvideva Poissonovo
porazdelitev
Teoretični model

Občutljivost detekcije omejimo le na
odvisnost od mase

Masna funkcija odvisna le od mase f = f(M)
Potenčna odvisnost

Rezultati
Planeti z majhno maso pogosti
 Število planetov narašča s padajočo maso
planetov
 Skladanje z akrecijsko teorijo

Rezultati



Med 0,5 in 10 AE ima povprečno:
17(+6-9)% zvezd planet z maso 0,3 MJ do 10 MJ
52(+22-29)% zvezd planet z maso 10 MZ do 30 MZ
V celotnem razponu po a in M ima vsaka zvezda
povprečno 1,6(+0.72-0.89) planetov!
Povzetek
Zgodovina
 Gravitacijsko lečenje
 Občutljivost metode
 Opazovanja
 Rezultati opazovanj
