Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hoe vertellen astronomen of een ster binair is of planeten heeft?

Astronomen gebruiken verschillende methoden om te bepalen of een ster deel uitmaakt van een binair systeem of planeten heeft. Hier is een uitsplitsing:

Binaire sterren detecteren:

* Visuele observatie: Dit is de eenvoudigste methode. Als twee sterren dicht genoeg en ver genoeg van de aarde zijn, kunnen ze worden opgelost als afzonderlijke lichtpunten door telescopen. Deze methode is beperkt tot relatief brede binaries.

* Astrometrie: Deze methode meet de lichte wiebelen in de positie van een ster veroorzaakt door de zwaartekracht van zijn metgezel. Als de positie van een ster in de loop van de tijd heen en weer verschuift, duidt dit op een binair systeem.

* Radiale snelheid (Doppler -spectroscopie): Deze methode detecteert het "wiebelen" in het spectrum van een ster veroorzaakt door de zwaartekracht van een metgezel. Terwijl de ster naar of weg van de aarde beweegt, wordt het licht dat het uitzendt enigszins verschoven (Doppler -effect). Deze verschuiving kan worden gemeten en gebruikt om de aanwezigheid en massa van een metgezel af te leiden.

* Ecliping binaries: In dit type draaien de sterren elkaar in een vlak dat uit elkaar komt met onze gezichtslijn. Wanneer de ene ster voor de andere passeert, wordt het licht geblokkeerd, wat een dip veroorzaakt in de totale helderheid van het systeem. Door deze dips te bestuderen, kunnen astronomen de orbitale periode, grootte en andere eigenschappen van de sterren afleiden.

* Spectroscopische binaries: Hoewel de sterren mogelijk niet visueel worden opgelost, onthullen hun spectra de aanwezigheid van twee verschillende sterren als gevolg van Doppler -verschuivingen veroorzaakt door hun wederzijdse zwaartekracht.

Exoplanets detecteren:

* Radiale snelheid (Doppler -spectroscopie): Deze methode is vergelijkbaar met hoe deze wordt gebruikt voor binaries. De wobble veroorzaakt door de zwaartekracht van een planeet op zijn gastheerster leidt tot een detecteerbare Doppler -verschuiving in het spectrum van de ster. Deze methode is vooral handig voor het vinden van grote planeten dicht bij hun sterren.

* Transit -methode: Deze methode observeert het lichte dimmen van het licht van een ster terwijl een planeet ervoor passeert (transits). Door de frequentie en duur van deze dips te analyseren, kunnen astronomen de grootte van de planeet, de orbitale periode en andere eigenschappen afleiden.

* Microlensing: Deze methode maakt gebruik van het zwaartekrachtlensing -effect. Wanneer een ster en een planeet voor een verre ster passeren, kan de zwaartekracht van de planeet en ster het licht van de verre ster buigen, waardoor het helderder lijkt. Dit verhelderende patroon kan de aanwezigheid van een planeet onthullen.

* Directe beeldvorming: Hoewel ongelooflijk uitdagend, gebruikt deze methode geavanceerde telescopen om direct planeten in een baan om sterren in beeld te brengen. Deze techniek is het meest succesvol voor jonge, hot en massieve planeten ver van hun sterren.

* Astrometrie: Zoals hierboven vermeld, kan deze methode ook worden gebruikt om planeten te detecteren door de wiebel die ze in de positie van hun hostster induceren te observeren. Deze methode is echter alleen gevoelig voor planeten die relatief massief en ver van hun sterren zijn.

Onderscheid tussen binaire sterren en planeten:

Het is cruciaal om op te merken dat sommige methoden kunnen worden gebruikt om zowel binaries als planeten te detecteren. Astronomen kunnen echter onderscheid maken tussen hen door verschillende factoren zorgvuldig te analyseren:

* Orbitale periode: Planeten hebben meestal kortere orbitale periodes dan sterren in een binair systeem.

* massaverhouding: Planeten zijn aanzienlijk kleiner en minder massief dan hun gaststerren, terwijl binaire sterren vergelijkbare massa's kunnen hebben.

* Spectrale eigenschappen: Binaire sterren zullen elk hun eigen spectra hebben, terwijl planeten spectra zullen hebben gedomineerd door het gereflecteerde licht van hun gastheerster.

Over het algemeen gebruiken astronomen een combinatie van deze methoden om sterren te bestuderen, de aanwezigheid van binaries en planeten te bevestigen en meer te leren over hun eigenschappen. Elke methode heeft zijn eigen beperkingen en voordelen, en hun gecombineerde gebruik biedt een vollediger begrip van deze celestiale objecten.