Как мы можем видеть планеты за тысячи световых лет от нас, но не знаем, есть ли еще планеты в Солнечной системе?

Проблема с поиском новой планеты в нашей Солнечной системе не в том, что она слишком тусклая, а в том, чтобы знать, куда смотреть на большом-большом небе. Эта предполагаемая планета 9, вероятно, имеет звездную величину в диапазоне 20-28 (если только это не первичная черная дыра с массой планеты, и в этом случае она будет невидима, за исключением какой-либо аккреционной светимости). Это слабо (особенно на слабом конце), но, конечно, не вне досягаемости современных больших телескопов. Я понимаю, что в настоящее время просматриваются различные части неба в поисках слабого объекта с (очень) большим параллаксом.

Проблема в том, что, хотя поиск больших участков неба относительно прост, достаточно быстро, если вас интересуют яркие объекты; для глубокого поиска вы обычно ограничены (по времени) небольшими областями. И вам придется повторить свои наблюдения, чтобы найти объект, движущийся относительно звезд фона.

Если бы планета 9 была газовым гигантом, она бы светилась сама по себе из-за гравитационного сжатия и была бы обнаружена инфракрасными исследованиями, такими как 2MASS и WISE. Но предполагается, что он каменистый или ледяной, его можно наблюдать только в отраженном свете Солнца и, следовательно, он является очень слабым объектом в видимом диапазоне длин волн.

С экзопланетами вокруг других звезд, которые могут быть в сотнях или тысячах световых лет от нас, вы знаете, где искать — в основном близко к звезде. Телесный угол, который вы должны искать, сравнительно мал. При этом есть и другие проблемы, которые необходимо преодолеть, в основном крайний контраст яркости между планетой и звездой, а это означает, что единственные непосредственно изображенные экзопланеты (или маломассивные спутники) других звезд намного массивнее (по крайней мере, на порядок). величины), чем возможная новая планета 9. Действительно, если бы эти объекты существовали в нашей Солнечной системе, мы бы легко нашли их уже в инфракрасных обзорах всего неба, таких как 2MASS и WISE.

Меньшие планеты , которые были обнаружены вокруг других звезд, не могут быть обнаружены путем их непосредственного отображения. Они обнаруживаются косвеннопутем прохождения своей родительской звезды или из-за доплеровского сдвига, вызванного их гравитационным притяжением к родительской звезде. Для объекта в нашей Солнечной системе, который находится далеко от Солнца, первый из этих методов просто невозможен — планета 9 никогда не пройдет перед Солнцем с нашей точки зрения. Второй метод также невозможен, потому что (а) амплитуда движения, вызванного Солнцем, будет слишком мала для обнаружения, и (б) искомый периодический сигнал будет иметь период около 20 000 лет! Все косвенно обнаруженные экзопланеты имеют период около 15 лет или меньше (в основном аналогичный продолжительности времени, в течение которого мы их наблюдаем).

Также стоит подчеркнуть, что если бы мы наблюдали за нашей Солнечной системой, даже с ближайшей звезды, вряд ли мы бы обнаружили планету 9, но мы бы нашли Юпитер, Сатурн и, возможно, одну из внутренних планет, если бы она прошла транзитом. Другими словами, наша перепись экзопланет вокруг других звезд ни в коем случае не завершена. Видите ли, если бы Солнечная система Альфы Центавра А точно отражала нашу, что бы мы смогли обнаружить? Больше подробностей.

Причина, по которой мы можем видеть экзопланеты на расстоянии тысяч световых лет, но не планеты на расстоянии 200 астрономических единиц (около 30 световых часов), заключается в том, что эти планеты обнаруживаются с использованием разных методов. Планета, обсуждаемая в статье, на которую я дал ссылку, была обнаружена с помощью техники, известной как «микролинзирование», которая требует, чтобы звезда прошла за другой звездой с планетой вокруг нее. Яркость задней звезды увеличивается за счет прохождения позади звезды переднего плана, потому что гравитация звезды переднего плана фокусирует свет от звезды заднего плана, а более традиционная стеклянная линза фокусирует свет. Гравитация планеты обеспечивает меньшее, но все же заметное увеличение яркости по сравнению с тем, что звезда на переднем плане произвела бы сама по себе.

Другие методы обнаружения планет за пределами наших солнечных систем включают:

• измерение колебания звезды из-за притяжения планеты к ней.
• измерение временного затемнения звезды, когда перед ней проходит планета
• прямое изображение планеты с помощью телескопа высокого разрешения, такого как космический телескоп Хаббла.

Из всех этих методов прямая визуализация — единственная, которая до сих пор работала для объектов Солнечной системы. Предполагаемая 9-я планета находится слишком далеко от Солнца, чтобы ее гравитация могла вызвать измеримое колебание, и с нашей точки зрения она никогда не пройдет перед Солнцем, чтобы мы могли измерить эффект ее затемнения на Солнце. Я думаю, что техника микролинзирования можетработать для чего-то вроде 9-й планеты (я точно не знаю), но единственный способ обнаружить объект Солнечной системы с помощью микролинзирования — это если у вас есть телескоп, направленный прямо на него, чтобы получить данные микролинзирования. Тем не менее, эффективная микролинзовая съемка требует проведения нескольких наблюдений в очень быстрой последовательности, поэтому вместо того, чтобы наблюдать большую часть неба, вы должны много раз наблюдать небольшую часть неба, поэтому ваша область поиска также мала. .

Если все, что вы делаете, это пытаетесь изобразить планету, то, в принципе, вы можете обнаружить новую планету всего с двумя изображениями. Если между этими двумя изображениями перемещается яркое пятно, значит, вы нашли какой-то объект Солнечной системы, и последующие наблюдения могут подтвердить, является ли это новой планетой или ближайшим небольшим астероидом. Но поскольку вам нужно сделать всего два снимка каждой части неба, область поиска, доступная с заданным количеством телескопов, намного больше, поэтому у вас будет гораздо больше шансов обнаружить новую планету с помощью этой техники, а не микролинзирования.

Мы не обнаружили планет в миллионах световых лет от нас. В настоящее время самая удаленная из них находится на расстоянии менее 20 000 световых лет.

Даже те планеты, которые мы обнаружили, по большей части не «видимы» и не изображаются напрямую. Вместо этого их обнаруживают по влиянию, которое они оказывают на родительскую звезду (обычно гравитационное колебание или обнаружение транзита). В обоих случаях необходима возможность видеть повторяющиеся орбиты. Это ограничивает его теми планетами, которые находятся несколько близко к звезде. Таким образом, мы обнаруживаем только подмножество экзопланет, которые легче всего найти.

Планеты, находящиеся далеко от любой звезды, имеют небольшой гравитационный эффект и лишь незначительное количество отраженного света. Такие объекты трудно найти в нашей системе, и в настоящее время их невозможно обнаружить в других системах.

Довольно простая причина на самом деле.

Мы видим экзопланеты только при чрезвычайно удачных обстоятельствах. Таким образом, мы видим только крошечную часть всех экзопланет.

Если, например, мы видим только 0,1% всех экзопланет в каждой звездной системе, на которую мы смотрим, это ЧЕРТОВСКИ намного хуже, чем 8 из 9 в нашей собственной звездной системе.

Это комбинация нескольких вещей. Во-первых, когда мы ищем экзопланеты, мы знаем, что не будем их наблюдать, основываясь на их светимости, поэтому мы используем различные методы, основанные на том, как экзопланеты будут влиять на свет, который мы наблюдаем от их солнца. Этот метод прекрасно работает, если звезда и экзопланета находятся относительно близко друг к другу, но было бы ужасно, если бы мы пытались найти планету в нашей Солнечной системе, ожидая, пока она немного затемнит другую звезду, и надеясь, что мы смотрим на правильную.

Во-вторых, это вопрос статистики, найти несколько из триллионов экзопланет несложно. С другой стороны, найти одну конкретную экзопланету, когда мы точно не знаем, где она находится, довольно сложно.

Так что это действительно очень просто, и я не знаю, почему главный ответ не объясняет, что происходит.

У меня есть лампа на столе, который стоит напротив изголовья моей кровати. Иногда я лежу и читаю с включенной лампой, чтобы осветить комнату, но с моей опущенной точкой обзора, о нет, возникает проблема первого мира - в моем поле зрения есть яркий свет, который заставляет меня щуриться, и мне неудобно читать.

Итак, что я делаю, так это скрещиваю правую ногу с левой, чтобы моя ступня блокировала свет от попадания на лицо, и, таким образом, я мог читать с комфортом, не беспокоясь о том, чтобы переместить свет.

Теперь, имея информацию «был свет, теперь его нет» мы можем предположить одно из двух:

1. Свет погас
2. Что-то есть между светом и моим глазом

Здесь лампа - это звезда, а моя нога должна быть планетой, это ... Я имею в виду, да ладно, это не будет внезапно погасшей звездой, поэтому мы знаем, что если какой-то свет исчезнет, ​​что-то встало между мы и свет.

Это планета. Потому что это не будет обувь.

А теперь представьте, что вы стоите на холме и смотрите по сторонам, все действительно очень далеко. Я даю вам хороший бинокль, который позволяет вам видеть... как$5^\circ$(угол) Может быть, найди мне все туфли, какие только увидишь.

Это займет много времени, потому что вам придется сканировать довольно большую область (хотя вы можете оптимизировать задачу, предполагая, что обувь не парит в воздухе).

Теперь сделайте это ночью.