Können wir Kometen ähnlich wie Exoplaneten vermessen?

Ein 2 km langer Komet mit 40 AE kann einen sonnengroßen Stern mit 100 Lichtjahren um 3 % dimmen, und ein 10 km großer Komet kann eine Sonnenfinsternis verursachen (ist das richtig?). Wären also 2,3,10 km große Objekte einfach über Sterndimmung zu messen, wenn Wir hatten genug Teleskopdaten aus dem All?

Können wir Reihen von Sternen messen, die nacheinander von vorbeiziehenden Kometen verfinstert/gedimmt werden?

Bei 1000 Frames eines kleinen Raumausschnitts, in dem alle Bilder in einem 3D-Bildstapel (einem 3D-Array, einem Voxel) X, Y und Zeit als Dimensionen aufgezeichnet werden, kann ein Intel-Prozessor 20 Millionen Voxel pro Sekunde davon vergleichen Sammlung von Bildern zur Suche nach Vektorinformationen von ausgerichteten Mustern der Sternverdunkelung, dh Suche nach Vektoren von Kometen.

Wenn dieser Vorgang für viele Bereiche des Weltraums wiederholt wird, können wir vielleicht viele Kometen entdecken, und ich kenne die wirkliche Mathematik nicht, wenn ein Satellit dieses Designs realistischerweise nur 1 Kometen oder 5000 finden würde?

Es ist für ein theoretisches Kometenerfassungssystem, das 2/3 identische Satelliten mit jeweils 100 TB SSD und 20 Mflops-Prozessoren verwendet, um nach Vektorinformationen in den Bildern zu suchen.

Wegen Oumuamua und weil ich an Voxeln arbeite und ich weiß, dass Bildsammlungen aus dem Weltraum in 3D-Arrays gestapelt und auf einem 200-W-PC mit 2 Millionen Voxeln pro Sekunde nach Vektormustern durchsucht werden können, schwirrt eine Art Feenidee in meinem Kopf herum. eine Idee, die ich verwirrt astral projiziere als Grundlage, um Kometen zu finden.

Bearbeiten - Eine quantitative Antwort wäre cool, sagen wir, wenn die Hohlräume zwischen Sternen auf dem Milchstraßenarm 8-mal so breit sind wie der Komet, würde der Komet im Durchschnitt alle 8x8 Frames 2 Sterne treffen.

Antworten (2)

Das Besondere an der Erkennung von Exoplaneten durch Finsternisse ist, dass die Finsternisse wiederholbar sind . Sie haben den gleichen Stern, dessen Lichtkurve sich bei jeder Sonnenfinsternis auf die gleiche Weise verdunkelt, was Ihnen Informationen über die Umlaufzeit des Planeten und seine scheinbare Größe im Verhältnis zum Stern gibt. Die Kepler-Mission beobachtete viele Schwankungen der Sternhelligkeit, die nicht mit Exoplaneten in Verbindung gebracht wurden, sondern mit Änderungen im Instrument, Schwankungen in der tatsächlichen Helligkeit des Sterns, wahrscheinlich einige andere Erklärungen, die mir nicht spontan einfallen , und tatsächliche Geheimnisse.

Grundsätzlich gilt: Wenn man es nur einmal beobachten kann, dann kann man nicht behaupten, es zu erklären.

Verdeckungen entfernter Sterne durch Planeten oder Kometen ergeben keine Lichtkurve: Der Stern geht von "an" auf "aus". Eine einzelne Verdeckung gibt Ihnen also keine Informationen über die Größe, Geschwindigkeit oder Richtung des Objekts, das die Verdeckung durchführt. Und die Bedeckungen sind so selten, dass es äußerst unwahrscheinlich ist, dass Sie zufällig eine "Linie" davon finden - obwohl dies ein lustiges Data-Mining-Projekt für einen Astronomiestudenten wäre.

Was Sie tun können , wenn Sie ein Objekt haben, das Sie bereits kennen, ist, viele Beobachtungen derselben Bedeckung zu machen. Das ist die Mission der International Occultation Timing Association . Wenn Sie sich zu ihrer Webseite durchklicken, sehen Sie dieses Bild:

Verdeckungen durch einen binären Asteroiden

Jede Linie zeigt hier die beobachtete Helligkeit eines bestimmten Sterns, die gleichzeitig von einem bestimmten Ort aus beobachtet wurde. Sie können deutlich sehen, dass einige Beobachter den Stern sehr kurz verschwinden sahen, andere länger, und einige (von denen vorhergesagt wurde, dass sie sich genau in der Mitte des Pfades befinden) sahen überhaupt keine Bedeckung. Die Zusammenstellung all dieser Einzelbeobachtungen, die richtig synchronisiert sind, zeigt deutlich die Schatten der beiden Teile eines Doppelasteroiden mit einem Durchmesser von jeweils etwa 50 km.

Beachten Sie, dass 90 Antiope ein Hauptgürtel-Asteroid ist. Der Winkeldurchmesser nimmt mit zunehmender Entfernung linear ab, sodass ein Objekt der gleichen physischen Größe, das Neptun umkreist (vielleicht fünfzehnmal weiter entfernt), die fünfzehnfache Dichte der Beobachtungsorte benötigen würde, um ein Bild mit denselben Details zu erstellen.

Das ist sehr fantastisch. Es ist also eine relative Sache. Es kann eine Art Diagramm geben, das die statistische Wahrscheinlichkeit einer Bedeckung gegen die Anzahl der CMOS-Frames und Beobachtungszeiten ausgleicht, die erforderlich sind, um 2 km entfernte Objekte in der Nähe von Neptun zu finden. Heutige SSDs mit 15 TB wiegen 140 g und verbrauchen 1 W im Leerlauf, 100-W-Prozessoren erledigen 40 Giga-Vergleichsbefehle pro Sekunde, dh 4 Giga-Sterne-Helligkeitsvergleiche pro Sekunde, sodass die Verarbeitungsleistung heute vielleicht ausreicht. Die Grenze ist die Quanteneffizienz der Optik Wir voxeln 50 Milliarden Bilder?
Hausaufgaben für Sie: für alle 10 6 bekannte Hauptgürtel-Asteroiden, berechnen (oder nachschlagen) Sie die Anzahl der Bedeckungen in einem Jahr von Sternen, die heller als die Größe acht (oder was auch immer Sie wünschen) von irgendwo auf der Erde sichtbar sind. Ich glaube, es sind Dutzende. Der Kuipergürtel hat eine viel geringere Dichte als der Asteroidengürtel, und die Objekte haben eine viel kleinere scheinbare Größe.
Das ist eine steile Aufgabe, für eine Größenordnung von 20 und einschließlich 10-20% Verdeckungen wären es vielleicht Millionen? Ich weiß nicht, wo ich anfangen soll. Für Kometen, die von anderen Sternen über der Sonne kommen, muss ich zugeben, dass ich hoffe, XenoDNA von Kometen aus weniger überfüllten Zonen zu bekommen.
Nun, hier sind einige Listen , die nicht bis zur Stärke 20 reichen – aber diese Listen gehen davon aus, dass Sie die Freiheit haben, Ihren Beobachtungsort jederzeit an einen beliebigen Ort auf der Erde zu verlegen. Zum Beispiel sieht es so aus, als hätte 284 Amalia zwischen dem 1.12.2017 und dem 31.01.2018 fünf vorhergesagte Bedeckungen, aber keine ist von einem bestimmten Ort aus sichtbar. Ihr Projekt würde nicht nur viele Beobachtungen erfordern, um unvorhergesehene Bedeckungen zu erfassen, sondern auch viele Beobachtungsorte.
Ich bin sprachlos. Was für eine brillante Ressource. Durch Reisen zu einem festen Ort gibt es jedes Jahr über 2500 Bedeckungsereignisse mit einer durchschnittlichen Dauer von etwa 20 Sekunden, also mindestens 25.000, wenn 2-Sekunden-Bedeckungen aufgeführt sind, 250.000, wenn 10% Finsternisse gemessen wurden. Umgekehrt würde ich diese Zahl für ein stationäres Teleskop durch 50 teilen. Also im schlimmsten Fall 5.000 Veranstaltungen pro Jahr. Vielleicht multipliziert mit 1-10.000, um Okklusionen der Größenordnung 15-20 zu berücksichtigen, können es 5-10 Minuten sein?

Sie sollten sich überlegen, wie schnell sich ein Komet bei 40 AE an einem Stern vorbeibewegen würde. Der sichtbare Bogen eines sonnengroßen Sterns bei 100 Lichtjahren entspricht etwa dem eines 9 km großen Objekts bei 40 AE. Objekte in einer Umlaufbahn von 40 AE mit etwa 4,7 km/s, das wäre also eine 2-Sekunden-Finsternis, wenn sie perfekt ausgerichtet wäre, und meistens wäre sie sogar noch kürzer teilweise ausgerichtet. Eine Helligkeitsänderung von 2 Sekunden ist möglicherweise zu kurz, um eine gute Messung zu erhalten.

In Bezug auf Ihre Frage werden Schurkenplaneten durch Schattierung und / oder durch Bewegung des Hintergrundsterns durch Gravitationslinsen vermessen, aber diese teilweise Schattierung oder Linse erfordert viel größere, massivere Objekte und bewegt sich aus unserer Sicht viel langsamer über den Himmel. Siehe Optisches Gravitationslinsen-Experiment oder OGLE-Umfrage .

Die 2 Sekunden Schattierung, die ein 40-AE-Objekt Ihnen in Ihrem Szenario geben würde (oder beispielsweise 20 Sekunden Schattierung von einem 4.000-AE-Objekt), wären schwieriger genau zu identifizieren. Merkur zum Beispiel braucht 8 Stunden, um eine Strecke zurückzulegen, die dem Durchmesser der Sonne entspricht. 8 Stunden temporäre Sonnenfinsternis bieten viel einfacher nachverfolgbare Daten, insbesondere angesichts der Tatsache, dass sie sich in regelmäßigen Abständen in jeder Umlaufbahn wiederholt.

Was ist mit dem Verhältnis der Hohlräume zwischen den Sternen am Arm der Milchstraße, es ist vielleicht nur 8 Mal so breit wie ein Komet in der Entfernung von Neptun? Dann wäre ein Komet im Durchschnitt alle 8x8 = 64 Frames auf 2 Sterne konvergiert. Ich habe keine echten Astronomie-Mathematikprogramme auf meinem PC, ich weiß es nicht. Mein Programm hat eine Grenze von 10^14 Nullen.
Ich schätze, das Teleskop ist näher an der Sonne und bewegt sich daher viel schneller als der Komet. Das Teleskop könnte jedoch tangential zur Umlaufbahn zeigen, um diese Geschwindigkeit auf Null zu setzen, oder sogar in einem etwas anderen Winkel, um sowohl seine Umlaufgeschwindigkeit als auch eine gewisse durchschnittliche Umlaufgeschwindigkeit des mittleren Kuipter-Gürtels auf Null zu setzen. Die Dauer der Okkultation könnte also tatsächlich besser bewältigt werden, als Sie beschreiben.
@uhoh Das ist ein guter Punkt. Ich hatte die Bewegung der Erde nicht berücksichtigt. Wenn es fast senkrecht steht, spielt es keine Rolle. Aber wenn es sich seitwärts zum Kometen bewegt, der über den Stern fliegt, ist das eine Überlegung wert, und das wirft meine gesamte Antwort um einiges ab. Es ist immer noch im Allgemeinen wahr, dass 40 AE zu nahe sind und sie sich zu schnell über den Himmel bewegen, aber meine Berechnung muss neu berechnet werden. Guter Fang.
@com.prehensible Vielleicht bin ich langsam, aber ich habe Ihren Kommentar zweimal gelesen und bin mir nicht 100% sicher, was Sie fragen. Vielleicht als neue Frage formulieren? Wenn ich Ihre Frage verstehe, bin ich mir nicht sicher, wie ich berechnen soll, wie oft ein Komet vor einem Stern vorbeiziehen würde. Es gibt so viele Sterne mit einer Vielzahl von scheinbaren Größen. Ich wüsste nicht, wo ich anfangen sollte.
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