Exoplaneter & Venuspassagen 2004 Kiruna 20 februari 2004 Anders Västerberg European Association for Astronomy Education (EAAE) (www.eaae-astro.org)& Saltsjöbadens.

En presentation över ämnet: "Exoplaneter & Venuspassagen 2004 Kiruna 20 februari 2004 Anders Västerberg European Association for Astronomy Education (EAAE) (www.eaae-astro.org)& Saltsjöbadens."— Presentationens avskrift:

1 Exoplaneter & Venuspassagen 2004 Kiruna 20 februari 2004 Anders Västerberg European Association for Astronomy Education (EAAE) (www.eaae-astro.org)& Saltsjöbadens Samskola (www.samskolan.org) Programkoordinator för NV-inriktningen Astronomi – Data med riksintag

2 Exoplaneter (Extrasolära planeter) Planeter i banor kring andra stjärnor än solen 118 upptäckta kring totalt 103 stjärnor. 118 upptäckta kring totalt 103 stjärnor. Observationerna tyder på att minst ungefär 7% av stjärnorna har minst en planet. Observationerna tyder på att minst ungefär 7% av stjärnorna har minst en planet. Första upptäcktes 1995 Första upptäcktes 1995 Massor mellan c:a 0,1 och 13 Jupitermassor (c:a 30 – 4 000 jordmassor). Nedre gränsen beror på instrumentkänsligheten, övre gränsen på definitionen av ordet planet. (Mellan 13 och 75 Jupitermassor är det bruna dvärgar, däröver stjärnor.) Massor mellan c:a 0,1 och 13 Jupitermassor (c:a 30 – 4 000 jordmassor). Nedre gränsen beror på instrumentkänsligheten, övre gränsen på definitionen av ordet planet. (Mellan 13 och 75 Jupitermassor är det bruna dvärgar, däröver stjärnor.)

3 Exoplaneter (forts) Medelavstånd: 0,02 - 5 AE Medelavstånd: 0,02 - 5 AE De flesta har ganska excentriska banor. (Alla utom Merkurius och Pluto har kvasicirkulära banor i Solsystemet) De flesta har ganska excentriska banor. (Alla utom Merkurius och Pluto har kvasicirkulära banor i Solsystemet) Omloppstider 2,5 dygn - 15 år Omloppstider 2,5 dygn - 15 år Jfr Jupiter: 5,20 AE, 318 jordmassor, 12 år Jfr Jupiter: 5,20 AE, 318 jordmassor, 12 år

4 Detektion av exoplaneter Indirekta metoder Radialhastighetsmätningar av stjärnor Radialhastighetsmätningar av stjärnor Detektion av planetpassager (Planeten passerar framför stjärnan och förmörkar den.) Detektion av planetpassager (Planeten passerar framför stjärnan och förmörkar den.) Direkt metod Bilder av planeter (Ännu ej lyckats då stjärnorna i regel är minst en miljard ggr ljusstarkare än sina planeter och ligger nära dem på himlen). Ungefär 2007 beräknar man ha tillräckligt bra instrument. De är nu under konstruktion. Bilder av planeter (Ännu ej lyckats då stjärnorna i regel är minst en miljard ggr ljusstarkare än sina planeter och ligger nära dem på himlen). Ungefär 2007 beräknar man ha tillräckligt bra instrument. De är nu under konstruktion.

5 Radialhastighetsmätningar av stjärnor Planeter och stjärnor rör sig runt sin gemensamma tyngdpunkt. Planeter och stjärnor rör sig runt sin gemensamma tyngdpunkt. Amplituden hos solens radialhastighet är 13 m/s pga Jupiter. Amplituden hos solens radialhastighet är 13 m/s pga Jupiter.

6 Planetpassager HD209458 HD209458 (HD = Henry Draper (en stjärnkatalog)) Planeten HD209458b upptäcktes genom stjärnans radialhastighetsvariationer. Planeten HD209458b upptäcktes genom stjärnans radialhastighetsvariationer. Stjärnan: spektralklass F8 (Solen: G2) Stjärnan: spektralklass F8 (Solen: G2) C:a 154 ljusår bort i Pegasus. C:a 154 ljusår bort i Pegasus. Stjärnans apparenta Magnitud 7,65 Stjärnans apparenta Magnitud 7,65

7 HD209458b Omloppstid 3,5 dygn Omloppstid 3,5 dygn Medelavstånd 0,045 AE Medelavstånd 0,045 AE C:a 0,7 Jupitermassor C:a 0,7 Jupitermassor C:a 1,4 Jupiterradier C:a 1,4 Jupiterradier Tabell över kommande passager: www.astro.caltech.edu/~dc/upcoming_transits.asc

8 Copyright: Lynette Cook

9 Planetpassager kan observeras av amatörer! ex. Grupp i Jyväskylän Sirius Marko Moilanen mfl. Nyrölä observarorium 16-tums teleskop 16-tums teleskop CCD CCD V-filter V-filter Datorprogram för reduktioner (databehandling) Datorprogram för reduktioner (databehandling)

10

11

12 Ännu en observatör av HD209458 Anders Nyholm, Rymdgymnasiet Projektarbete Projektarbete Tycho Braheobservatoriet i Oxie utanför Malmö Tycho Braheobservatoriet i Oxie utanför Malmö 14-tums teleskop 14-tums teleskop CCD CCD

13 OGLE-TR-56B Detekterades med passagemetoden Detekterades med passagemetoden Bekräftades med radialhastighetsmätningar av stjärnan Bekräftades med radialhastighetsmätningar av stjärnan Om radialhastighetsmätningarna bekräftas: Banradien 5 solradier och omloppstiden 30 timmar. Om radialhastighetsmätningarna bekräftas: Banradien 5 solradier och omloppstiden 30 timmar.

14 Ljusförändringen hos en stjärna av solens typ vid passager 1% för en Jupiterstor planet 1% för en Jupiterstor planet 0,01% för en planet av jordens storlek 0,01% för en planet av jordens storlek Sannolikheten för att passager äger rum om en stjärna har planeter 0,5% om stjärnan har en planet på avståndet 1 AE. 0,5% om stjärnan har en planet på avståndet 1 AE. Om 10% av stjärnorna har en planet på avståndet 1 AE krävs att ljuset från c:a 2000 stjärnor följs under ett år om stjärnorna är ungefär lika stora som solen! Om 10% av stjärnorna har en planet på avståndet 1 AE krävs att ljuset från c:a 2000 stjärnor följs under ett år om stjärnorna är ungefär lika stora som solen!

15 Några framtida projekt i sökandet efter exoplaneter I juni 2003 observerade Hubbleteleskopet 50 000 stjärnor för att söka planetpassager. Resultaten kommer i år. I juni 2003 observerade Hubbleteleskopet 50 000 stjärnor för att söka planetpassager. Resultaten kommer i år. Satelliten CoRoT kommer följa 60 000 stjärnor under två och ett halvt år för att söka efter planetpassager. Man tror den kommer att hitta de första ”big Earths” med ungefär dubbla jorddiametern. Några av dem kan sannolikt vara platser där livsformer kan klara sig. Kommer skjutas upp av CNES (Franska rymdstyrelsen) i juni 2006. Satelliten CoRoT kommer följa 60 000 stjärnor under två och ett halvt år för att söka efter planetpassager. Man tror den kommer att hitta de första ”big Earths” med ungefär dubbla jorddiametern. Några av dem kan sannolikt vara platser där livsformer kan klara sig. Kommer skjutas upp av CNES (Franska rymdstyrelsen) i juni 2006.

16 Framtida sökandet efter exoplaneter (forts) Amerikanska satelliten Kepler vars uppskjutning är planerad till 2008 bör kunna detektera några hundra planeter av Mars storlek genom att söka efter planetpassager. Amerikanska satelliten Kepler vars uppskjutning är planerad till 2008 bör kunna detektera några hundra planeter av Mars storlek genom att söka efter planetpassager. Europeiska projektet GAIA vars uppskjutning planeras till 2011. Astrometri (positionsbestämning av stjärnor) av en miljard stjärnor. Några 10 000-tals planetupptäckter förväntas. Europeiska projektet GAIA vars uppskjutning planeras till 2011. Astrometri (positionsbestämning av stjärnor) av en miljard stjärnor. Några 10 000-tals planetupptäckter förväntas.

17 Framtida sökandet efter exoplaneter (forts) Två projekt studeras, Darvin (Europa), TPF (USA), för att detektera beboeliga planeter genom bilder. I en andra omgång, runt 2020, kommer en spektroskopisk studie av dessa planeter att söka efter biologisk aktivitet, som existensen av syre eller färger karakteristiska för vegetation. Två projekt studeras, Darvin (Europa), TPF (USA), för att detektera beboeliga planeter genom bilder. I en andra omgång, runt 2020, kommer en spektroskopisk studie av dessa planeter att söka efter biologisk aktivitet, som existensen av syre eller färger karakteristiska för vegetation.

18 Länkar Exoplaneter California & Carnegie Planet Search exoplanets.org California & Carnegie Planet Search exoplanets.org Sökande efter passager Transitsearch www.transitsearch.org Amatörnätverk som observerar stjärnor med kända planeter för att hitta passager. Transitsearch www.transitsearch.org Amatörnätverk som observerar stjärnor med kända planeter för att hitta passager.

19 Venuspassagen 2004 8 juni 2004 (c:a 7:13-13:26 Sv. sommartid) (+7min beroende på var man är på jorden.) Venus: 58” Solen: 31’ 8 juni 2004 (c:a 7:13-13:26 Sv. sommartid) (+7min beroende på var man är på jorden.) Venus: 58” Solen: 31’ Förra: 1882 Förra: 1882 1769 seglade Kapten Cook till Tahiti för att observera passagen. Upptäckte Hawaii och några andra platser som bonus. 1769 seglade Kapten Cook till Tahiti för att observera passagen. Upptäckte Hawaii och några andra platser som bonus. (Ingen nu levande har sett någon) Första observerade 1639 Nästa 6 juni 2012 Nästa 6 juni 2012 Därpå 2117, 2125, 2245 Därpå 2117, 2125, 2245

20 Skalenlig modell Solens diameter 1,4 cm Venus och jorden 0,1 mm Venus 1,1 m och Jorden 1,5 m från solen

21 Venus Medelavstånd från Solen: 0,72 AE (108 milj km) Omloppstid 224.701 dygn Ekvatorsdiameter 12 103 km Banans lutning mot jordbanans plan 3,4° Banans excentricitet 0,0068 (Jorden: 0,02) Axelns lutning177,36° Rotationstid 243,02 dygn Max magnitud -4,4 Atmosfärstryck vid ytan9,2 MPa (92 ggr jordens) Medeltemperatur vid ytan:480 °C AtmosfärCO 2 : 96%, N: 3+%

22 www.vt-2004.org

23

24

25

26 VAR RÄDD OM ÖGONEN!!! Projicera solen, eller använd ordentliga filter. Starka solglasögon räcker inte!!! Projicera solen, eller använd ordentliga filter. Starka solglasögon räcker inte!!! Om du slarvar med detta kan du få bestående synskador, tom bli blind!!! Om du slarvar med detta kan du få bestående synskador, tom bli blind!!!

27

28

29 Planeternas banor i nästan samma plan

30

31 Venus som aftonstjärna

32 Venus i synligt ljus från en satellit 1990

33 Växthuseffekten på Venus

34 Svartdroppseffekten Från Venus atmosfär Venus atmosfär Observationsinstrumenten Observationsinstrumenten Randfördunklingen på solen Randfördunklingen på solen

35 skolor.nacka.se/samskolan/anders/kiruna