Wäre ein interstellares Exoplaneten-Teleskop sinnvoll?

Da die Transitmethode zur Erkennung von Exoplaneten eine perfekte Ausrichtung der Umlaufbahnen erfordert, würde ein Teleskop vom Kepler-Typ mehr Exoplanetenerkennungen liefern, wenn es aus unserem Sonnensystem hinausgeschickt würde, selbst in relativ realistischen interstellaren Entfernungen (z. B. 0,1 bis 0,5 Lichtjahre)? Im Wesentlichen meine ich damit, die Koordinaten zu ändern, an denen wir die Beobachtung durchführen würden.

Bis das Teleskop die Beobachtungsposition erreicht, wird die Erde die Beobachtungsmethoden so weit vorantreiben, dass das Teleskop eine völlig veraltete Antiquität sein wird.
Ich bin mir nicht sicher, ob ich alle relativen Geschwindigkeiten und Winkel verstehe, aber bewegt sich die Sonne nicht, so dass erdgestützte Teleskope im Laufe der Zeit unterschiedliche Koordinaten bieten?
Cross-Posted von Worldbuilding .
Es könnte irgendwann Sinn machen, aber wir haben derzeit nicht die Möglichkeit, ein Teleskop so weit weg zu schicken. Wenn wir heute ein solches Teleskop starten würden, dann 100 Jahre warten und ein weiteres starten würden, würde das zweite aufgrund der fortschrittlicheren Antriebstechnologie mit ziemlicher Sicherheit zuerst seine endgültige Position erreichen.

Antworten (3)

@SF. ist richtig. Es ist wahr, dass ein Ort, der weit von der Erde entfernt ist, Zugang zu verschiedenen Orbitalebenen haben könnte und somit möglicherweise eine andere Reihe von Bedeckungen und Transiten sehen könnte, man müsste sich sehr, sehr weit von der Erde entfernen, um einen Unterschied zu machen.

Das gleiche Budget und die gleiche Zeit wären viel besser investiert, um ein optisches Weltraumteleskop der nächsten Generation zu entwickeln, das Spiegelsegmente verwendet, die nicht einmal mehr Teil desselben Raumfahrzeugs sind, sondern zehn oder hundert Meter voneinander entfernt sind, aber dennoch kombiniert werden können Signale (optisch oder anderweitig), um eine optische Apertur mit extrem hoher Auflösung zu synthetisieren, die so groß ist wie der Abstand zwischen den Segmenten. Dies ist das gleiche Prinzip, das von Radioteleskop-Arrays verwendet wird.

Mit einer größeren effektiven Apertur können Sie weiter entfernte Objekte auflösen, was ein viel größeres Raumvolumen für die direkte Abbildung von Sonnensystemen eröffnet, anstatt sich nur auf die Geometrie für Transitmessungen zu verlassen. Derzeit verfügen nur eine Handvoll erdnaher Systeme über direkte Bilddaten.

OP hat nach Transiten gefragt ... Ich bin mir nicht sicher, wie Ihre Idee einer hohen Auflösung bei Funkwellenlängen hier helfen würde?
Ich denke, der Punkt hier ist, dass Sie für das gleiche Budget von der Transitmessung auf die direkte Bildgebung umsteigen könnten.
@AtmosphericPrisonEscape Ich werde das Wort "optisch" hinzufügen, um es klarer zu machen.
@JohnWalthour Ja, das habe ich auch explizit hinzugefügt, danke!
@uhoh "optisch" bezieht sich nicht auf die Exoplaneten-Erkennungsmethode. Sie können optisches RV, Transite, direkte Abbildung, Astroentry ... sowie im IR, submm, ... machen. Deshalb war und bin ich immer noch verwirrt. Die direkte Bildgebung ist nicht durch die erreichbare Winkelauflösung begrenzt, sondern durch die Coronograph-Technologie.
@AtmosphericPrisonEscape ok, Sie sagten "... Ihre Vorstellung von hoher Auflösung bei Radiowellenlängen ..." und ich erklärte, dass ich über die Verbesserung der Auflösung bei optischen Wellenlängen sprach (Größenordnung 1 Mikrometer, gegenüber NIR). Ich werde es nicht auf die genaue Wellenlänge herunterbrechen. Für Teleskope auf der Erde wurde die direkte Abbildung aus praktischen Gründen auf nahes IR beschränkt (siehe hier und hier , auch einige atmosphärische Absorptionsgrenzen), und der Weltraum würde mehr Optionen eröffnen.
@AtmosphericPrisonEscape Es gibt Vor- und Nachteile, zu längeren Wellenlängen zu gehen, und es ist ein faszinierendes Thema, das mehr Platz benötigt. Es ist einfacher, Signale umzuwandeln, als Daten zu sammeln und die Interferometrie separat per Computer durchzuführen, und die obere Frequenzgrenze für diese Technologie wird in den nächsten Jahrzehnten weiter steigen. Geringere Anforderungen an die Oberflächenzahl (Mikrometer statt Nanometer) ermöglichen "Gerichte" mit geringerem Gewicht, die viel größer und dennoch erschwinglich auf den Markt gebracht werden können.
@AtmosphericPrisonEscape, aber für jedes Paar aus Wellenlänge + Basislinie (oder Durchmesser) gibt es eine gewisse Entfernung , über die hinaus ein Planetensystem mit 1 AU oder 10 AU aufgrund von Beugung und Coronograph-Technologie nicht aufgelöst werden kann - unabhängig davon, welche Wellenfront-Manipulationstechniken verwendet und gehalten werden Eine Schallwand (Sonnenblocker) mit einer Genauigkeit von unter 1 Meter für Minuten oder Stunden über eine Entfernung in der Größenordnung von 10.000 km ist in naher Zukunft nicht erreichbar. Um die Anzahl beobachtbarer/detektierbarer Systeme zu erhöhen, ist eine Erhöhung der Basislinie eine bessere Nutzung weltraumgestützter Bemühungen als interstellare Raumfahrzeuge .
@AtmosphericPrisonEscape, kannst du in der Zwischenzeit Änderungen vorschlagen, die ich an der Antwort vornehmen kann, von denen du denkst, dass sie sie verbessern würden, oder gibt es dort etwas, von dem du denkst, dass es falsch ist und korrigiert werden muss? Lassen Sie uns den Text der Antwort und "mein Denken" separat behandeln. Ich bin offen für Verbesserungen für beide, aber sagen Sie mir bitte zuerst, was Sie in der Antwort angepasst sehen möchten (falls vorhanden). Vielen Dank!
@uhoh Das ist alles schön und gut. Mein Punkt war, dass OP nach 'A' fragt, stattdessen antwortest du 'B'. Kreative Antworten sind natürlich in Ordnung, aber ich habe nicht verstanden, worauf Sie antworten wollten. Abgesehen davon sind Transite und DI komplementäre Techniken, von denen die eine auf große Planeten und die andere auf kleine große Halbachsenabstände anspricht. Ich denke, die Frage von OP spiegelt den Wunsch wider, Einschränkungen bei Transits zu überwinden, und nicht mehr.
@AtmosphericPrisonEscape OK, tut mir leid, um es noch einmal zu überprüfen, "A" ist ein Keppler-Teleskop - Photometrie, und ich habe eine Diskussion über "B" gestartet, bei dem es sich um Bildgebung handelt. Also hätte ich eigentlich nur "Nein" sagen können, erwähnen können, dass eine nützliche Entfernung zum Abfangen neuer Flugzeuge einen Mini-Durchbruch durch Mega-Starshot-Anstrengungen erfordern würde, und es dabei belassen. Tatsächlich hätte es vielleicht geholfen, wenn Sie einfach explizit gesagt hätten: " OP hat nach dem Keppler-Typ gefragt, der Photometrie verwendet, und Sie sprechen über etwas anderes mit Bildgebung, das nicht mit Ebenenänderungen zusammenhängt ." Ich habe Ihre Besorgnis bis "A vs B" nicht wirklich verstanden.

Es gibt mehrere Probleme mit dieser Idee:

  1. Wie von uhoh und SF erwähnt, dauert das Erreichen eines Punktes, der weit genug von unserem Sonnensystem entfernt ist, um eine andere Beobachtung als die von Kepler durchzuführen, so lange, dass das Teleskop und die Daten tatsächlich veraltet sein werden, wenn sie diesen Punkt erreichen - sogar IF (und das ist eine sehr, sehr große ZF) wir könnten es sogar schaffen, es so zu bauen, dass es in dieser Entfernung noch funktioniert (Stromquelle, Übertragungsarray, Steuerung der Ausrichtung des Teleskops usw.), es wäre von begrenztem Nutzen.
  2. Der Betrachtungswinkel wäre immer noch derselbe. Ja, Sie wären weit draußen im Weltraum, aber Sie könnten die meisten Planeten NOCH nur mit einer Transitmethode entdecken, einfach weil Sie jetzt, wo Sie dem Alpha Centauri-System etwas näher sind, immer noch Lichtjahre davon entfernt wären fast jedem anderen Stern und stehen immer noch vor dem gleichen Problem wie auf der Erde. Sie könnten aufgrund eines leicht unterschiedlichen Winkels ein paar verschiedene Planeten erkennen, aber sie wären nicht sehr unterschiedlich, es sei denn, Sie ziehen in Betracht, sich Hunderte von Lichtjahren zu bewegen – was mit unserer aktuellen Technologie Millionen von Jahren dauern würde.
  3. Ein direkter Nachweis durch visuelle Bildgebung mit der aktuellen Technologie kommt nicht in Frage, es sei denn, Sie kommen einem Sternensystem sehr nahe oder der Planet ist ausreichend groß und weit von seinem Mutterstern entfernt. Der limitierende Faktor dabei ist, dass der Mutterstern so hell ist, dass er das reflektierte Licht seines Planeten um mehrere Größenordnungen überstrahlt. Wenn sie sich in der Nähe des Muttersterns befinden, ist der Stern zu hell, als dass sie direkt abgebildet werden könnten (sei es im Mikrowellen-, IR-, visuellen oder UV-Bereich). Wenn sie weit von ihrem Mutterstern entfernt sind, ist das reflektierte Licht viel zu schwach, um erkannt zu werden, es sei denn, dieses Teleskop wäre nahe am beobachteten Sternensystem – und dann könnte es nur die Planeten dieses bestimmten Sternensystems erkennen.
"... der Stern wird zu hell sein, um direkt abgebildet zu werden ..." Das ist jedoch nicht wirklich eine grundlegende Grenze. Die Weltraumteleskope der nächsten Generation mit neuer Koronograph-Technologie sollten die Abbildung vieler derzeit unerreichbarer Planetensysteme ermöglichen.

Jemand anderes kann sich um die detaillierte Mathematik kümmern, aber je länger Ihre Basislinie und je mehr Observatorien, desto vollständiger die Abdeckung. Zwei Observatorien auf derselben Umlaufbahn wie Pluto, aber auf gegenüberliegenden Seiten der Sonne, wären immer noch nur 0,0012 Lichtjahre voneinander entfernt. Drei wären besser und sie wären immer noch nahe genug (gerade), um die Kommunikation zu ermöglichen, die notwendig ist, um koordinierte Beobachtungen zu ermöglichen, die für parallaxenartige Messungen und Vergleiche erforderlich sind. Viel weiter zu gehen hilft nicht wirklich, da es keine Möglichkeit gäbe, die Informationen zur Erde zurückzubringen, um nützlich zu sein.

Die Frage betrifft die Entdeckung von Exoplaneten um andere Sterne. Ich glaube nicht, dass Parallaxe hier helfen kann, eine lange Basislinie müsste für die Interferometrie sein.