如果半人马座A的太阳系精确地反映了我们自己的太阳系,那么我们将能够检测到什么?


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假设在4.4英里外(包括人)有我们太阳系的精确复制品。我们将能够检测到什么以及使用什么望远镜?哪个行星?我们可以检测无线电传输和/或任何大气吗?

我认为,如果我们与另一颗恒星的黄道面共面,那么探测将是最佳的,那么在最佳和最差情况下(90度视角),我们会看到什么?

剧本发布:几个月后,我在尼尔·特纳(Neil Turner)冯·卡曼(von Karman)演讲中问了类似的问题。



Answers:


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这是一个广泛的问题,对于我来说,无法全面地回答。应该将其分解为多普勒方法,过境和直接成像;那是在我们提出检测柯伊伯带,无线电发射等问题之前。

我将坚持使用多普勒摆动技术探测行星的知识。

多普勒技术

对于质量为的行星绕质量为的恒星,在具有偏心率且轨道周期为且轨道轴相对于的直线倾斜的椭圆轨道中,恒星的反射径向速度半振幅来自地球的视线是: Clubb(2008) 给出了(非常)详细的推导。21个ËP一世

2πGP1个/32一世1个2/31个-Ë2-1个/2

因此,我为自己建立了一个小电子表格,并假设所有行星均在处于最佳状态(虽然并非全部都能最佳地看到,但最小倾斜度约为。水星,因此不会有太大的差别)我还将假设Alpha Cen A的质量约为。一世=90一世=83中号1.1中号

结果是

行星| RV半振幅(m / s)

汞| 8.3×10-3

金星| 8.1×10-2

地球| 8.4×10-2

火星| 7.5×10-3

木星| 11.7

土星| 2.6

天王星| 0.28

海王星| 0.26

一颗可能围绕着极限的行星可以很好地说明,该行星围绕着Alpha Cen B行星,据称它处于3天的轨道上,其质量与地球相似(Dumusque等人,2012年,请参见exoplanets.org)。此处检测到的径向速度半振幅为 m / s,某些光谱仪(尤其是HARPS仪器)通常提供低于1 m / s的精度。因此,木星和土星将是可探测的,天王星和海王星正处于可探测性的边缘(请记住,您可以对许多RV观测值进行平均),但不会找到地面行星(地球探测将需要10 cm / s以下的精度。)此外,由于类似木星和土星的行星,必须从较大的信号中剔除较弱的信号。0.51±0.04

但是,还有第二个局限性:使用多普勒方法寻找行星,您需要至少观察轨道周期的很大一部分。鉴于目前的m / s精度仅可使用年,因此不太可能尚未检测到土星。5

可以从exoplanets.org网站上获得说明情况的图片,我在其中添加了一些行,这些行近似于RV半振幅在10 m / s和1 m / s精度下的位置(假设Alpha Cen A质量和圆形轨道)。我已经在地球,木星和土星上作了标记。请注意,在1 m / s线以下发现的物体很少。还要注意的是,在1至10m / s线之间缺少行星,周期超过了几年-最近的敏感性提高尚未反映出质量较低,周期更长的系外行星发现。

行星质量与周期

结论:到目前为止,多普勒技术只能找到木星。

过境技术

我还将添加关于运输技术的一些评论。仅当系外行星绕着恒星穿过时,才能进行过境探测。因此,高倾斜度是强制性的。球面三角学方面比较擅长的人应该使用已发布的太阳系数据来计算有多少个(以及哪个)行星以某种高度最佳的方向行进。假设行星的轨道倾角有几度的散射,那么一些简单的三角函数以及与太阳半径的比较就可以告诉您,这些轨道通常不会在任何特定的视角都经过。确实,许多开普勒发现的多重运输系统比太阳系“更平坦”。

开普勒卫星具有很高的光度测量精度(通量的下降与系外行星半径的平方根成正比),因此能够/能够探测到很小的行星。由美国国家航空航天局开普勒小组提供的下图(现已略过时)显示,已发现行星候选物的尺寸小于火星。但是,由于往往需要多次观察到过渡信号,所以它们往往处于短周期轨道上,开普勒研究了这片天空约2.5年(当此图产生时)。

因此,从这个角度来看,可能会看到金星,但其他行星都无法确定。

但是,有皱纹。对于此类研究,Al Cen A太亮,比开普勒星还亮。您将必须建造特殊的仪器或望远镜来寻找非常明亮的恒星周围的过境。其中一些工作是通过地面调查完成的(主要是寻找热木星)。一颗名为TESS的新卫星(过渡系外行星调查卫星,于2018年4月发射)是一项为期两年的任务,着重于寻找围绕明亮恒星的小行星(地球大小及更大的行星)。但是,大多数目标(包括Alpha Cen)仅观测了1-2个月,因此将仅探测其行星系统的内部。

开普勒发现行星候选者


作为一个快速更新,TESS的发布时间(不足为奇)已滑至2018年,但另一方面,它将在Falcon 9上发布,就是这样。
Emilio Pisanty '17

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首先,我认为Rob Jeffries的回答很棒。我将添加一些可能值得一提的小问题。

我们将能够检测到什么以及使用什么望远镜?

半人马座A是与半人马座B组成的双星,它们的大小足够近,没有稳定的L4或L5,因此绕其中一个轨道运行的任何事物都必须非常接近(水星距离或金星)或非常远而且非常冷,比冥王星的距离大得多,像Proxima Centauri一样绕着两个恒星运行。

在此处输入图片说明

如果您将木星放在A或B周围的太阳轨道上,则3体效应几乎可以肯定会为该行星创建一个不稳定的轨道,该轨道可能不会持续很长时间,因此,对此问题的一个答案是我们的太阳系围绕A或B的轨道类型是不可能的。

我们可以检测无线电传输和/或任何大气吗?

目前,我们对大气的检测非常有限,仅对非常靠近恒星的大行星进行,但是文章称,他们正在使用更大的望远镜进行研究,所以也许几年后我们会得到一些东西关于可居住地带行星。

系外行星大气探测

在无线电波和值得一提的可见光上,我找不到好的文章,但是如果一个外星球在近距离内向我们发射一条消息,那么,我敢肯定,只要它们发射出一个足够大的光束,但是我们能用电流输出检测到另一个地球吗?我认为我们不接近这种检测技术。

(如果我有任何错误,欢迎改正)。

(我在尼尔·特纳(Neil Turner)的冯·卡曼(von Karman)演讲中问过类似的问题)

他回答了你吗?他说得好吗?


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点击链接!他基本上说,通过径向速度检测木星是可行的,但速度很慢(一两个轨道),而过境法则概率很小。
尼克·T

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尼尔·特纳(Neal Turner)的回答“行星的诞生”

我们将如何检测遥远,相同的太阳系副本周围的行星?是否需要使用运输方法来检测我们的行星?

总的来说,是的。如果您愿意等待一个或两个轨道来确定,您可能可以通过径向速度法检测到木星,因此木星绕太阳转行需要12年。

其他行星真的很难。如果它们过境,您可以使用类似于我们的技术来检测它们。您将很幸运,因为我们的太阳系并不像[开普勒发现的其他]那样紧凑。它已经很分散了。如果您的行星非常靠近恒星,那么您有很大的机会,如果它的方向随机,它将沿着您的视线。如果距离很远,它的方向可能会更多,并且如果事情随机,那么您将能够准确地沿视线方向移动。

因此,从附近的恒星上看到我们的木星的可能性要比我们看到热木星的可能性小得多。现在只有少数外星人看着我们的太阳系,并通过公交系统看到它。

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