Sterrekunde

Is daar teoretiese of empiriese navorsing oor planetêre stelsels met 'n swart gat in hul middel?

Is daar teoretiese of empiriese navorsing oor planetêre stelsels met 'n swart gat in hul middel?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ek neem aan dat so 'n stelsel moeilik is om op te spoor as gevolg van 'n gebrek aan bestraling, ten minste as die omgewing van die swart gat nie baie massa bevat wat met verloop van tyd daarin val nie, wat sodoende (baie) straling skep.

Aangesien die vorming van swart gate in 'n supernova-ontploffing 'n proses is wat enige planetêre stelsel rondom sy oorspronklike ster vernietig, moet enige planetêre stelsel rondom 'n swart gat gevorm het na vorming van swart gate.

'N Paar besware kom buite die manchet by my op: Omdat swart gate 'n groot massa het, is daar 'n minimum afstand vir planetêre wentelbane waarbinne dit sal ontbind as gevolg van getykragte. Dit kan die normale evolusie van planete belemmer (hulle maak hul wentelbane skoon en skop byvoorbeeld liggame wat in die steek raak), omdat hul "orbitale ruimtevolume" te groot word om skoon te bly, en die wentelperiode word lank.

Is daar iets bekend of word daar bespiegel oor sulke stelsels?


Aangesien daar bekend is dat planete rondom neutronsterre bestaan ​​(sien bv. Wolcznan & Frail (1992); en die lys van 'pulsêre planete' sien - dit was tegnies die eerste eksoplanete wat ooit ontdek is), dan is dit moeilik om enige fundamentele rede te sien daar moet nie voorbeelde wees wat om swart gate wentel nie.

Om die waarheid te sê, aangesien dit waarskynlik haalbaar is om swart gate te vorm via direkte ineenstorting, sonder 'n gepaardgaande supernova, is die gevaar vir planete miskien nie so erg nie.

Hierteenoor moet die feit vasgestel word dat voorouers van swart gate waarskynlik massiewer sal wees as neutronster-stamvaders en dat die rol van winde en bestraling op die vorming van planete nog nie goed vasgestel is nie.

Planete wat om neutronsterre wentel, is gevind uit 'n tydsberekening van pulsêre seine. Dieselfde verskynsel is nie by swart gate aanwesig nie, en direkte beeldvorming of die waarneming van 'n transito is tans nie op afstand uitvoerbaar nie.


Baie planetêre stelsels verdamp voortydig in die lug

Sirkelvormige skyfies in die Orionnevel, waargeneem met die Hubble-ruimteteleskoop. Die 'komeetstert'-agtige strukture is die massa van die skywe wat deur nabygeleë helder sterre verdamp word. Krediet: NASA / ESA, L. Ricci (ESO)

Wanneer sterre gebore word, vorm daar groot wolke van gas en stof wat bekend staan ​​as sirkelvormige skywe. Navorsing deur Ph.D. kandidaat Francisca Concha-Ramírez toon dat sterk straling van naburige sterre binnekort die stof in hierdie skywe verdamp, wat die vorming van die planeet in 'n vroeë stadium kan voorkom. Ph.D. verdediging op 6 April.

Al ooit na die naghemel gestaar en gewonder waar ons vandaan kom? Francisca Concha-Ramírez se Ph.D. navorsing bring ons 'n stap nader aan 'n antwoord. Sy het sirkelvormige skywe bestudeer, voorouers van planetêre stelsels. "Dit is enorme roterende skywe van gas en stof wat rondom jong sterre ontwikkel. Die stof in hierdie skywe kan uiteindelik planete vorm, maar as daar sterre naby is, word die stof vinnig verdamp. Planete moet dus vorm voordat die stof vernietig word. "

Moeilike berekeninge

Met behulp van simulasies het Concha-Ramírez die massa van duisende van hierdie skywe bereken. Die massa is grotendeels gelyk aan die hoeveelheid stof in 'n skyf. Die berekeninge moes rekening hou met al die interaksies tussen die skywe en sterre, wat dit uiters ingewikkeld gemaak het. "Ons berekeninge was so ingewikkeld dat ons toegang moes vra tot Cartesius, die Nederlandse nasionale superrekenaar," sê Concha-Ramírez. "En selfs met so 'n kragtige rekenaar het dit nog twee weke geneem voordat ons 'n uitslag gehad het."

Concha-Ramírez vergelyk dan die resultate van die simulasies met waarnemings soos foto's van die Orion-konstellasie. "Ons simulasies stem ooreen met die waarnemings. Ons het gesien dat skywe met baie naburige sterre ligter is as skywe met min naburige sterre. Die bestraling van sterre verdamp die stof in die skywe in 'n proses wat ons foto-verdamping noem. Foto-verdamping is die grootste oorsaak van die skywe. ' gewigsverlies."

  • Die Trapesium-groep, in die Orionnevel. Dit is soortgelyk aan die streke wat Concha-Ramírez gesimuleer het. Krediet: NASA K.L. Luhman (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Mass.) En G. Schneider, E. Young, G. Rieke, A. Cotera, H. Chen, M. Rieke, R. Thompson (Steward Observatory, Universiteit van Arizona, Tucson, Ariz.)
  • Die Orionnevel, geleë in die sterrebeeld Orion. Krediete: NASA, ESA, M. Robberto (Space Telescope Science Institute / ESA) en die Hubble-ruimteteleskoop Orion Treasury Project Team

Concha-Ramírez se navorsingsresultate het interessante gevolge vir ons idees oor die oorsprong van ons sonnestelsel. Om ons sonnestelsel te laat word soos dit nou is, moes daar in die vroeë jare iets gebeur het om die sterk bestraling van ander sterre te laat ontsnap. "'N Botsing kan plaasgevind het tussen ons sirkelvormige skyf [wat later die sonnestelsel geword het, red.] En 'n ander skyf," sê Concha-Ramírez. "Ons kan 'n bewys hiervan sien aan die rand van ons sonnestelsel, in die omgewing van die planeet Neptunus. Hier is daar skielik baie minder asteroïdes, wat daarop dui dat 'n ander skyf materiaal kan vassteek. En daar is nog 'n interessante idee dat daar 'n botsing tussen skyfies was: asteroïdes wat in verhouding tot die aarde op 'n ander vlak om die son wentel. Hierdie asteroïdes kom waarskynlik van 'n ander skyf. '

Concha-Ramírez is daarvan bewus dat sy nie die enigste een is wat vrae oor die heelal het nie. Sy praat graag oor sterrekunde in haar Spaanse blog en podcasts wat duisende luisteraars en lesers lok, en het gehelp met die opstel van Astronomy on Tap, sterrekunde-lesings in Grand Café de Burcht in Leiden. "Om antwoorde te soek is deel van menswees. Ek hou van sterrekunde en om dit met ander te deel," verduidelik sy. "Baie mense dink dat hulle nie slim genoeg is om sterrekunde te verstaan ​​nie. Ek stem nie saam nie. Alles kan op so 'n manier verduidelik word dat dit vir enigiemand verstaanbaar is."


Chemiese leidrade oor die vorming van planetêre stelsels: die 'broers en susters' van die aarde kan verskil

'N Internasionale span navorsers, met die deelname van IAC-sterrekundiges, het ontdek dat die chemiese struktuur van aardagtige planete baie kan verskil van die groot samestelling van die aarde. Dit kan 'n dramatiese uitwerking hê op die bestaan ​​en vorming van biosfere en lewe op Aardagtige planete.

Die studie van die fotosferiese sterre-oorvloed van die planeet-gasheersterre is die sleutel om te verstaan ​​hoe protoplanete vorm, asook watter protoplanetêre wolke planete ontwikkel en watter nie. Hierdie studies, wat belangrike implikasies het vir modelle van reuse-planeetvorming en -evolusie, help ons ook om die interne en atmosferiese struktuur en samestelling van buitesolêre planete te ondersoek.

Teoretiese studies dui daarop dat C / O en Mg / Si die belangrikste elementêre verhoudings is om die mineralogie van aardse planete te bepaal, en hulle kan ons inligting gee oor die samestelling van hierdie planete. Die C / O-verhouding beheer die verspreiding van Si onder karbied- en oksiedspesies, terwyl Mg / Si inligting gee oor die silikaatmineralogie. In 2010 het Bond et al. (2010b) het die eerste numeriese simulasies van planeetvorming uitgevoer waarin die chemiese samestelling van die proto-planetêre wolk as invoerparameter beskou is. Aardse planete vorm in al die simulasies met 'n wye verskeidenheid chemiese samestellings, sodat hierdie planete heel anders as die aarde kan wees.

Delgado Mena et al. (2010) het die eerste gedetailleerde en eenvormige studie gedoen van C-, O-, Mg- en Si-oorvloed vir 61 sterre met bespeurde planete en 270 sterre sonder bespeurde planete uit die homogene HARPS GTO-monster van hoë gehalte. Hulle het gevind dat mineralogiese verhoudings heeltemal anders is as dié in die son, wat toon dat daar 'n wye verskeidenheid planetêre stelsels is wat nie soos die sonnestelsel is nie. Baie sterre van die planetêre gasheer bied 'n Mg / Si-waarde laer as 1 aan, dus sal hul planete 'n hoë Si-inhoud hê om spesies soos MgSiO3 te vorm. Hierdie tipe samestelling kan belangrike implikasies hê vir planetêre prosesse soos plaattektoniek, atmosferiese samestelling en vulkanisme.

'Daar kan miljarde Aarde-agtige planete in die Heelal wees, maar 'n groot meerderheid daarvan kan 'n heel ander interne en atmosferiese struktuur hê. Die bou van planete in chemies nie-sonomgewings (wat baie algemeen in die heelal voorkom) kan lei tot die vorming van vreemde wêrelde, wat baie verskil van die aarde! Die hoeveelheid radioaktiewe en sommige vuurvaste elemente (veral Si) kan ingrypende gevolge hê vir planetêre prosesse soos plaattektonika en vulkaniese aktiwiteit, 'sluit Garik Israelian af.

Die nuutste numeriese simulasies het getoon dat daar waarskynlik 'n wye verskeidenheid buitesolar aardse planeet-samestellings bestaan. Daar word gevind dat planete wat gesimuleer word as die vorming van sterre met 'n Mg / Si-verhouding van minder as 1, Mg-uitgeput is (in vergelyking met die aarde), bestaande uit silikaatsoorte soos piroksien en verskillende soorte veldspate. Planetêre koolstof-oorvloed wissel ook in ooreenstemming met die gasheersterre se C / O-verhouding. Die voorspelde oorvloed is in ooreenstemming met die waarnemings van besoedelde wit dwerge (wat na verwagting hul innerlike planete tydens hul vorige rooi reusstadium aangelê het).

'Die waargenome variasies in die sleutel C / O- en Mg / Si-verhoudings vir bekende planetêre gasheersterre impliseer dat daar waarskynlik 'n wye verskeidenheid buitesolêre aardplaneetsamestellings sal bestaan, wat wissel van relatief "Aardagtige" planete tot dié wat oorheers word deur C, soos grafiet- en karbiedfases (bv. SiC, TiC), 'beklemtoon Delgado Mena.

Die resultate van Delgado Mena et al. (2010) is in hierdie studie gebruik, aangesien hulle die eerste is om die oorvloed van al die benodigde elemente op 'n heeltemal interne, konsekwente manier te bepaal, met behulp van hoë kwaliteit spektra en 'n identiese benadering vir alle sterre en elemente, vir 'n groot steekproef van beide gasheer- en nie-gasheersterre.

Die chemiese en dinamiese simulasies is gekombineer deur aan te neem dat elke embrio die samestelling van sy vormingslokasie behou en dieselfde samestelling bydra tot die gesimuleerde aardse planeet. Die binneste aardplanete (geleë binne 0,5 A van die gasheerster) bevat 'n beduidende hoeveelheid vuurvaste elemente Al en Ca (? 47% van die planetêre massa). Planete wat verder as 0,5 AE vanaf die gasheerster vorm, bevat geleidelik minder Al en Ca met toenemende afstand. Een planetêre stelsel, 55 Cnc, het 'n C / O-verhouding bo 1 (C / O = 1,12). Hierdie stelsel het "Aardagtige" planete met koolstof verryk. Al die aardplanete wat in hierdie werk beskou word, het samestellings wat oorheers word deur O, Fe, Mg en Si. Die meeste elemente word in die vorm van silikate of metale gelewer (in die geval van yster). Belangrike verskille is egter gevind tussen die planete wat in stelsels met C / O & lt 0.8 (HD17051, HD19994) en die met C / O & gt 0.8 (55Cnc) gevorm word.

'Ons werk hard om die meetmetingsfoute te verminder en die resultate van teoretiese modelle en numeriese simulasies betroubaarder te maak,' sê Gonz & aacutelez Hern & aacutendez, 'Daar is baie werk om te doen'.


Fasiliteite waarneem

MDM-sterrewag

OSU is 'n 25% -vennoot in die MDM-sterrewag in Kitt Peak, Arizona. Saam met die vennote Dartmouth College, die Universiteit van Columbia, die Universiteit van Ohio en die Universiteit van Michigan, bedryf MDM 'n 2,4 meter- en 'n 1,3 meter-teleskoop wat toegerus is met moderne optiese en infrarooi-beelders en spektrometers. Die 2,4-meter-Hiltner-teleskoop is een van die beste in sy klas, en lewer gereeld beeldvorming onder die tweede sekonde, terwyl die McGraw Hill-teleskoop van 1,3 meter soepel geskeduleer kan word om langtermyn-waarnemingsmoniteringsprogramme te onderneem. MDM is die primêre telescoop vir klein projekte en studente wat deur OSU-sterrekundiges gebruik word.

In 'n tydperk van reuse-teleskope van 8- en 10 meter deursnee, is die kleiner MDM-teleskope ideaal vir waarnemings van helderder sterre en sterrestelsels in die omgewing, en vir opvolgstudies van X-straalbronne wat deur ruimtewaarnemings ontdek is, soos Chandra of XMM / Newton. Dit is ook uitstekend vir langtermynstudies van veranderlike sterre, aktiewe sterrestelsels en soeke na buite-solêre planetêre stelsels. OSU is 'n leier in die ontwikkeling van nuwe instrumentasie- en waarnemingstegnieke wat ontwerp is om hierdie kleiner teleskope aan die voorpunt van astronomiese navorsing te hou.

Die Groot Binokulêre Teleskoop

Ohio State is 'n vennoot van 16% in die Large Binocular Telescope (LBT), 'n tweeling-spieëlteleskoop van 8,4 meter op Mt. Graham in Suid-Arizona. OSU het die groot spieëlbedekkingsstelsel vir die twee 8,4-meter-spieëls ontwikkel, 'n vaste-sekondêre spieëlstelsel gebou om LBT te help om voor die aankoms van die adaptiewe sekondêrs te begin, en het twee gevorderde Multi-Object Double Spectrographs (MODS) in gebruik geneem. die optiese spektrometers vir die LBT.

Die LBT, met sy dubbele hoofspieëls van 8,4 meter, is tans die wêreld se grootste optiese / IR-teleskoop op een enkele berg. Met byna 24 keer die ligversamelingskrag van die Hubble-ruimteteleskoop, kan die LBT spektrums van voorwerpe verkry wat die Hubble slegs kan beeld. Sulke spektra verskaf die noodsaaklike inligting vir die bepaling van afstande, evolusietoestand en chemiese samestelling van die verste sterrestelsels wat in die heelal bekend is. Met die twee MODS-spektrograwe wat deur OSU gebou is, kan LBT-sterrekundiges voorwerpe bestudeer wat gevorm is toe die heelal minder as 10% van sy huidige ouderdom was, en bestudeer hoe dit ontwikkel het tot die sterrestelsels en sterre wat ons vandag om ons sien.

Sloan Digital Sky Survey

OSU is 'n jarelange vennoot in die Sloan Digital Sky Survey. Ons betrokkenheid sluit in die Sloan Supernova Survey, die bestudering van die inhoud en struktuur van die Melkweg deur die 250,000 sternspektrums uit die SEGUE-projek, chemiese oorvloed uit die APOGEE-projek, en die onttrekking van kosmologiese en sterrestelselvormingsparameters uit SDSS-databasisse, insluitend onlangs die SDSS-IV eBOSS-projek. OSU-fakulteit, studente en alumni speel 'n aantal leidende rolle in die SDSS-V wat in die herfs van 2020 begin het, insluitend die ontwikkeling van robot-fokusvlakstelsels om die agbare propplaatstelsel te vervang en leierskap van die Milky Way Mapper-opname .

Donker energie-opname

Die OSU Astronomy Department en CCAPP is lede van die Dark Energy Survey (DES) samewerking. DES is ontwerp om die oorsprong van die versnelde heelal te ondersoek en te help om die aard van donker energie te ontdek deur die 14-biljoen jaar lange geskiedenis van kosmiese uitbreiding met hoë presisie te meet. Die DECam-opnamekamera is in gebruik geneem by die CTIO 4-meter Blanco Telescope en die opname van vyf jaar het in 2013 begin.

Donker energie spektroskopiese instrument

Die OSU-astronomiedepartement en CCAPP het in 2014 aangesluit by die Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) -samewerking. DESI is 'n groot nuwe opname wat daarop gemik is om rooi verskuiwings vir meer as 35 miljoen sterrestelsels en kwasars te meet, en die tegnieke van aile akoestiese ossillasies en verdraaiing van ruimtevervorming te gebruik om donker energie en veranderings aan die algemene relatiwiteit te ondersoek. Sterrekundiges en fisici in die staat Ohio speel 'n groot rol in die konstruksie van instrumentasie vir DESI, sowel as die beplanning vir die opname. DESI sal na verwagting in 2019 begin met die KPNO 4-m Mayall-teleskoop en strek oor vyf jaar.

4055 McPherson Laboratory
140 Wes 18de Laan
Columbus, Ohio 43210-1173


Model ontwikkel vir die verspreiding van innerlike planetêre stelsels kan help om kosmiese misterie te ontrafel

Die kunstenaarskonsep beeld planeetstelsels met veelvuldige transito uit, wat sterre met meer as een planeet is. Die planete verduister of vervoer hul gasheerster vanaf die uitkykpunt van die waarnemer. Hierdie hoek word edge-on genoem. Krediet: NASA

'N Statistiese model kan help om die raaisel van skynbaar enkel-planeetstelsels te ontrafel en om missies te soek wat op soek is na eksoplaneet.

Die data van die Kepler-ruimteteleskoop, wat meer as 'n dekade gelede gelanseer is, help steeds sterrekundiges wat planete buite ons eie sonnestelsel bestudeer - eksoplanete - en die raaisels van planetêre stelsels ontrafel. Aanvanklik was sterrekundiges verbaas dat Kepler soveel eksoplanete gevind het, waaronder honderde planetêre stelsels met veelvuldige planete wat naby hul gasheer wentel. Terwyl sterrekundiges modelle ontwikkel het om die oorvloed van innerlike eksoplanete te verklaar, het hulle 'n nuwe raaisel teëgekom: 'Waarom het Kepler net een planeet rondom soveel sterre opgespoor, in plaas van planetêre stelsels met veelvuldige planete? & # 8221

In 'n onlangse studie gepubliseer in Die Astronomiese Tydskrif, het die span sterrekundiges 'n model gebou vir die bevolking van planetêre stelsels wat albei hierdie verrassings kan verklaar. Die nuwe studie kombineer die fisika van planeetbane en 'n statistiese model om voorspellings te maak wat kan help om sterrekundiges te begelei terwyl hulle na addisionele eksoplanete soek.

'Die Kepler-missie het so 'n ryk en ingewikkelde datastel verskaf dat 'n gedetailleerde begrip van sowel astrofisika as moderne statistiese metodes gekombineer moet word om die data behoorlik te interpreteer. Jare nadat die missie formeel beëindig is, begin ons net alles verstaan ​​wat onthul word oor hoe algemeen verskillende soorte planetêre stelsels is. ' sê Eric Ford, professor in sterrekunde en astrofisika aan die Eberly College of Science, direkteur van Penn State se Center for Exoplanets and Habitable Worlds en mede-huur by die Institute for Computational Data Science (ICDS).

Volgens Matthias He, 'n doktorale student in sterrekunde en astrofisika, het die teleskoop tydens die primêre Kepler-missie 'n massiewe hoeveelheid data versigtig versamel en die hoeveelheid lig van meer as 160 000 sterre twee keer per uur vir meer as drie jaar gemeet en die skommelinge herken as gevolg van planete wat voor hul gasheersterre deurtrek.

"Een van die maniere waarop ons planete kan vind, is om na hierdie periodieke dalings in die ligkrommes van hierdie sterre te soek, wat daarop dui dat 'n planeet daarom wentel en van die sterlig blokkeer wanneer dit elke keer verbygaan," het hy gesê. . "As daar meer as een planeet in die stelsel is en as hulle almal voor die ster deurtrek, sien u meerdere verskillende dalings op verskillende frekwensies, sodat u aan die data kan sien dat dit multi-planeetstelsels is."

Sterrekundiges het vroeër data uit Kepler se noukeurige opname van hierdie kosmiese ligskou ontleed en bewyse gevind dat die meeste sterre verskeie planete onder die Neptunus-grootte huisves wat baie naby hul ster wentel. Toe sterrekundiges egter bereken hoe gereeld Kepler slegs een van die planete sou opspoor, het hulle die aantal sterre waarvoor Kepler 'n enkele planeet bespeur het, aansienlik onderskat. Volgens He het dit die Kepler-tweespalt geword. Om hierdie verskynsels te verklaar, het sommige sterrekundiges voorgestel dat baie sterre dalk net een planeet naby hul ster wentel. Ander studies het twee verskillende soorte planetêre stelsels met verskillende vormingsgeskiedenisse voorgestel.

Die navorsers se nuwe model dui egter daarop dat meer komplekse korrelasies in die orbitale konfigurasies van multiplanetstelsels die Kepler-data beter kan verklaar. Die statistiese model is geïnspireer deur die fisika van hoe planetêre stelsels ontwikkel en watter kombinasies van wentelbane waarskynlik vir miljarde jare stabiel sal bly.

'Wat die aanvanklike studies van Kepler-data bevind het, is dat daar 'n bevolking van enkele planeetstelsels kan bestaan ​​wat 'n groot deel van die stelsels uitmaak - of hulle kan nog steeds verskeie planete hê, maar met 'n baie hellende wentelbaan, sodat daar slegs een planeet sien transito , ”Het Hy gesê. 'Wat ons studie getoon het, is dat dit moontlik is om 'n enkele verdeling van planetêre stelsels te hê wat die aantal enkele stelsels en multi-stelsels kan verklaar as die mate van onderlinge neigings gekorreleer word met die aantal planete in dieselfde stelsel. . Meer spesifiek, het ons gevind dat stelsels met meer planete geneig is om byna plan te wees, of op dieselfde vlak geleë is, as stelsels met minder planete. ”

As voorbeeld het Hy bygevoeg dat ons sonnestelsel - 'n multi-planeetstelsel - baie planete het wat byna in dieselfde vlak wentel, binne enkele grade van mekaar geleë.

Nuwe Aarde?

"As ons 'n model aanneem van wat die ware verspreiding van planete kan wees, kan ons simuleer wat Kepler sou opspoor, en dan kan ons dit wat ons met ons simulasies kry, vergelyk met die werklike data," het Hy gesê. statistiese modelle om die verspreiding van planete te beskryf.

Hy het bygevoeg dat die gebruik van hierdie modelle om nuwe planete in planetêre stelsels buite ons eie te soek, 'n bietjie is soos om die flou skynsel van addisionele naalde in groot hooibakke te vind, as u weet hoeveel naalde in elke hooiberg is en dat hulle soortgelyk is . Die statistiese model van planetêre verspreiding kan hul kollegas help strategiseer hoe om toekomstige planeetsoektogte uit te voer om meer eksoplanete te vind en om modelle te toets vir die verspreiding van addisionele planete binne 'n planetêre stelsel.

Toekomstige werk

Terwyl Kepler die sterrekundiges die data verskaf om die frekwensie van planete op aarde rondom sterre in die omgewing te meet, is die meeste planetêre stelsels wat hy vind so ver weg dat dit moeilik is om in detail te bestudeer. Penn State het onlangs twee presisie-spektrograwe gebou wat gebruik sal word om na rotsagtige planete rondom nabygeleë sterre te soek, met behulp van 'n aanvullende metode wat planete opspoor, aangesien die swaartekrag daarvan sterre laat effens wankel. Die span is van plan om voorspellings te maak oor die bykomende planete wat radiale snelheidsopnames waarskynlik sal vind wanneer hulle sterre met een transito-planeet waarneem. Deur die voorspellings met die werklike opnamegegewens te vergelyk, kan hulle hul model toets en planeetvormingsmodelle verbeter.

'Omdat ons 'n idee het van die verspreiding van hierdie stelsels, insluitend die wat nie vervoer word nie, kan ons ons modelle neem en beter voorspel watter soorte planetêre stelsels daar is, insluitende die wat opspoorbaar is deur radiale snelheidsopnames. , ”Het Hy gesê.

Om die model te bou, het die navorsers data gebruik wat deur NASA se Kepler-missie versamel is. Om dit te doen, het die navorsers staatgemaak op die rekenaarkrag van ICDS se Roar-superrekenaar.

Verwysing: & # 8220Architectures of Exoplanetary Systems. III. Eksentrisiteit en wedersydse hellingsverspreidings van AMD-stabiele planetêre stelsels & # 8221 deur Matthias Y. Hy, Eric B. Ford, Darin Ragozzine en Daniel Carrera, 23 November 2020, Die Astronomiese Tydskrif.
DOI: 10.3847 / 1538-3881 / abba18

Daniel Carrera, voormalige assistent-navorsingsprofessor in sterrekunde aan die Eberly College of Science in Penn State, en Darin Ragozzine, assistent-professor in fisika en sterrekunde aan die Brigham Young-universiteit, het ook saam met Ford en He gewerk.

NASA en die Natuurwetenskaplike en Ingenieurswetenskaplike Navorsingsraad van Kanada (NSERC) het ook hierdie werk ondersteun.


Teoretiese sterrekunde

Teoretiese sterrekundiges gebruik verskeie instrumente, insluitend analitiese modelle (byvoorbeeld polytropes om die gedrag van 'n ster te benader) en berekenings numeriese simulasies. Elkeen het 'n paar voordele. Analitiese modelle van 'n proses is gewoonlik beter om insig te gee in die kern van wat aangaan. Numeriese modelle toon die bestaan ​​van verskynsels en effekte wat andersins nie waargeneem word nie. [57] [58]

Teoretici in sterrekunde poog om teoretiese modelle te skep en voorspel waarnemingsgevolge van die modelle uit die resultate. Die waarneming van 'n verskynsel wat deur 'n model voorspel word, stel sterrekundiges in staat om tussen verskillende alternatiewe of botsende modelle te kies.

Teoretici probeer ook om modelle te genereer of aan te pas om nuwe data in ag te neem. In die geval van 'n teenstrydigheid, is die algemene neiging om minimale wysigings aan die model aan te bring sodat dit resultate lewer wat by die data pas. In sommige gevalle kan 'n groot hoeveelheid inkonsekwente gegewens oor tyd lei tot 'n totale versaak van 'n model.

Onderwerpe wat deur teoretiese sterrekundiges bestudeer is, sluit in: sterldinamika en evolusie sterrestelselvorming grootskaalse struktuur van materie in die heelal oorsprong van kosmiese strale algemene relatiwiteit en fisiese kosmologie, insluitend stringkosmologie en astropartikelfisika. Astrofisiese relatiwiteit dien as instrument om die eienskappe van grootskaalse strukture te meet waarvoor gravitasie 'n belangrike rol speel in fisiese verskynsels wat ondersoek word en as die basis vir swart gat (astro) fisika en die studie van gravitasiegolwe.

Sommige wyd aanvaarde en bestudeerde teorieë en modelle in die sterrekunde, wat nou in die Lambda-CDM-model opgeneem word, is die oerknal, kosmiese inflasie, donker materie en fundamentele fisiese teorieë.

'N Paar voorbeelde van hierdie proses:

Fisiese proses Eksperimentele hulpmiddel Teoretiese model Verduidelik / voorspel
Gravitasie Radio teleskope Selfgraviterende stelsel Opkoms van 'n sterstelsel
Kernfusie Spektroskopie Sterre evolusie Hoe die sterre skyn en hoe metale gevorm het
Die oerknal Hubble-ruimteteleskoop, COBE Uitbreidende heelal Ouderdom van die heelal
Kwantumskommelings Kosmiese inflasie Vlakheid probleem
Gravitasie-ineenstorting X-straal-sterrekunde Algemene relatiwiteit Swart gate in die middel van die Andromeda-sterrestelsel
CNO-siklus in sterre Die dominante bron van energie vir massiewe sterre.

Donker materie en donker energie is die belangrikste onderwerpe in die sterrekunde [59], aangesien hulle ontdekking en kontroversie tydens die studie van die sterrestelsels ontstaan ​​het.


Ons werk

Sentrum vir Astrofisika | Wetenskaplikes van Harvard en Smithsonian pas spektroskopie toe op elke aspek van sterrekunde:

Jag op absorpsiespektra in die atmosfeer van eksoplanete met behulp van die volgende generasie teleskope. Toekomstige sterrewagte soos die Giant Magellan Telescope (GMT) sal die spektrum kan opspoor van spore van suurstof en water, chemikalieë wat belangrik is vir die lewe soos ons dit ken.
Potensieel bewoonbare Super-aarde is 'n belangrike teiken vir atmosfeerstudie

Die ontwikkeling van nuwe spektrograwe vir die volgende generasie sterrewagte, insluitend die GMT. Die GMT-Consortium Large Earth Finder (G-CLEF) is 'n presisie-spektrograaf wat ontwerp is om die Doppler-effek van rooi en bluesverskuiwings vir eksoplanete te meet, tot 10 sentimeter per sekonde, of minder as 'n kwart myl per uur. mier loop.
CfA-navorsing: http://gclef.cfa.harvard.edu/

Bestudeer die spektrum van interessante omgewings, insluitend die streke rondom pasgebore sterstelsels. Sterrekundiges gebruik die Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en ander sterrewagte om molekules uit hul spektrum te identifiseer. Daarin identifiseer hulle 'n organiese molekule wat gemeen is tussen 'n babastertstelsel en 'n komeet in die Sonnestelsel.
Sterrekundiges ontdek spore van metielchloried rondom sterretjies en babakomeet

Die Giant Magellan Telescope (GMT) sal die G-CLEF-spektrometer dra om die atmosfeer van eksoplanete te bestudeer en ander spektroskopiese metings uit te voer. Hierdie rekenaargegenereerde prentjie wys die GMT-uur teen sononder, en berei voor vir waarnemings.


Verwante nuus

Kosmiese straalinvloede op sterformasie in sterrestelsels

Misterie opgelos: Stofwolk het gelei tot Betelgeuse & # 039's & # 039 Geweldig verdof & # 039

'N Helder fakkel van die Star Proxima Centauri

Harvard Radcliffe Institute vereer Astrofisika Senior met die hoogste onderskeiding

Pas geïdentifiseerde jong sterre in 'n nabygeleë vereniging

Sentrum vir Astrofisika vier klas van 2021-gegradueerdes

'N Reuse-planeet-mikrolensgeleentheid

'N Superlumineuse Supernova van 'n massiewe stamvaderster

Die jongste sterre-embrio's in massiewe wolke

Drie inkomende postdoktorale navorsers het NASA Hubble-genootskappe toegeken


Planeetmassa-voorwerpe in ekstragalaktiese stelsels

'N Navorsingsgroep van die Universiteit van Oklahoma rapporteer die opsporing van ekstragalaktiese planeetmassa-voorwerpe in 'n tweede en derde sterrestelsel anderkant die Melkweg na die eerste opsporing in 2018. Met die bestaande waarnemingsbronne is dit onmoontlik om direk planeetmassa-voorwerpe daarbuite op te spoor. die Melkweg en om sy skelm planetêre bevolking te meet.

Lede van die groep sluit in Xinyu Dai, medeprofessor in die Homer L. Dodge Departement Fisika en Sterrekunde, OU College of Arts and Sciences, met Ph.D. student Saloni Bhatiani en voormalige nadoktorale navorser Eduardo Guerras.

"Die opsporing van planeetmassa-voorwerpe, óf vryswewende planete óf oer-swart gate, is uiters waardevol vir die modellering van ster / planeetvorming of vroeë heelal," het Dai gesê. "Selfs sonder om die twee bevolkings te ontbind, is ons beperking op die oer-swartgatpopulasie al 'n paar ordes onder die vorige perke in hierdie massa-reeks."

Die navorsingsgroep het 'n nuwe tegniek geïdentifiseer wat kwasar mikrolensing gebruik om die planeetpopulasie binne verre ekstragalaktiese stelsels te ondersoek. Hulle kon die fraksie van hierdie planeetmassa-voorwerpe met betrekking tot die galaktiese stralekrans beperk deur hul mikrolensering-handtekeninge in die spektrum van die lensbeelde van verre helder, aktiewe galaktiese kern te bestudeer.

Die groep het geglo dat hierdie ongebonde voorwerpe vryvlietende planete of oer-swart gate is. Vryswewende planete is tydens ster- / planetêre vorming uitgestoot of versprei. Primordiale swart gate word gevorm in die vroeë fase van die heelal as gevolg van kwantumskommeling. Die resultate is belangrik omdat dit bevestig dat planeetmassa-voorwerpe wel universeel in sterrestelsels is. Boonop word hier die eerste beperkings op die planeetmassa-omvang binne die intraklusterstreek van 'n sterrestelsel aangebied.

Die beperkinge op die oer-massa swart gate in die planeet-massa-reeks is enkele ordes onder die vorige perke.

"Ons is baie opgewonde oor die opsporing in twee nuusstelsels," het Bhatiani gesê. "Ons kan deurgaans seine onttrek van planeetmassa-voorwerpe in verre sterrestelsels. Dit maak 'n nuwe venster in die astrofisika oop."

Die waarnemingsdata wat vir hierdie werk gebruik word, is afkomstig van dekades lange waarnemings wat deur die NASA se Chandra X-straalsterrewag gedoen is. Die waarnemingsbewyse vir hierdie planeetmassa-voorwerpe is afgelei van die mikrolenseringseine wat as verskuiwings in die X-straalemissielyn van die kwasar voorkom. Hierdie waarnemingsmetings is gekoppel aan mikrolensingsimulasies wat by die OU Supercomputing Centre for Education and Research bereken is.

Vergelyking van die navorsingsgroep se modelle met die waargenome mikrolenseringstempo het hulle in staat gestel om die fraksie van hierdie planeetmassa-voorwerpe in die twee ekstragalaktiese stelsels ongeveer 0,01% van die totale massa te beperk. Hierdie werk is 'n opvolg van die vorige navorsingswerk wat deur Dai en Guerras gedoen is, wat die eerste indirekte bewys gelewer het vir die bestaan ​​van vrydrywende planete buite die Melkweg.

Die twee stelsels is Q J0158? 4325 en SDSS J1004 + 4112. Om die bestaan ​​van voorwerpe van planeetmassa in 'n sterrestelselgroep te kon bevestig toe die heelal die helfte van sy huidige ouderdom was, is nogal buitengewoon. The group's analysis confirms the existence of these planet-scale objects ranging from Jupiter to Moon mass at extragalactic distances and provides the most stringent constraints at this mass range. These results are in agreement with the current constraints for the unbound planet-mass objects within the Milky Way Galaxy.


Wide Berth

The Japanese astronomers behind the study calculate that any exoplanets orbiting a supermassive black hole would need to do so from extremely far away, lest they get drawn in and gobbled up by their voracious hosts.

“Our calculations show that tens of thousands of planets with ten times the mass of the Earth could be formed around ten light-years from a black hole,” National Astronomical Observatory of Japan researcher and paper author Eiichiro Kokubo said in a press release. “Around black holes, there might exist planetary systems of astonishing scale.”


Kyk die video: Project Shakti Enhancing Livelihoods (Desember 2022).