Wie verfolgt man die Umlaufbahn eines Exoplaneten?

Ich habe mich gefragt, ob es eine etablierte Methode gibt, um die Umlaufbahn eines Exoplaneten zu verfolgen, vorausgesetzt, wir kennen a - die große Halbachse der Umlaufbahn, e - die Exzentrizität der Umlaufbahn und i - die Neigung der Umlaufbahn. Können wir seine Position einmal im Monat verfolgen?

Was meinst du mit "Spur". Meinen Sie damit, visuell zu beobachten, oder meinen Sie, ein mathematisches Modell zu erstellen, das die Umlaufbahn beschreibt?
@James KI meine die seconf

Antworten (1)

Um die Position eines umlaufenden Körpers zu beschreiben, benötigt man 6 Zahlen. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten:

Sie können die Stelle vergeben ( X , j , z ) und Geschwindigkeit ( X ˙ , j ˙ , z ˙ ) . Zu einer bestimmten Zeit T 0 , und verwenden Sie dann die Newtonschen Gesetze, um die Position des Planeten zu jedem Zeitpunkt in der Zukunft zu ermitteln.

Sie können die Orbitalparameter angeben:

  • Exzentrizität (die Form der Ellipse)
  • große Halbachse (die *Größe der Ellipse)
  • (Neigung, Länge des aufsteigenden Knotens, Argument der Periapsis) Die 3D-Position der Ellipse. Diese hängen von der jeweiligen Wahl des Bezugssystems ab. Bei Exoplaneten ist es üblich, als Referenzebene die Ebene durch den Stern und senkrecht zur Sichtlinie von der Erde zu nehmen. Das bedeutet, dass viele Exoplaneten eine Neigung von etwa 90 Grad haben.
  • Mittlere Anomalie zur Epoche (Die Position des Planeten auf der Ellipse zum Zeitpunkt T 0 )

Und verwenden Sie dann die Kepler-Gesetze, um die Position des Planeten zu jedem Zeitpunkt in der Zukunft zu ermitteln.

Wir können sie also theoretisch verfolgen.

Es ist jedoch nicht einfach, diese sechs Werte aus Beobachtungen zu bestimmen, und in vielen Fällen kennen wir alle sechs überhaupt nicht gut. Wenn wir einen Transit erkennen können, wissen wir, dass die Neigung nahe bei 90 liegt, und wir können möglicherweise Transitbeobachtungen mit Radialbewegungsbeobachtungen kombinieren, um einige Grenzen für die anderen Werte zu erhalten. Dennoch lassen sich diese sechs Werte nicht einfach aus den Daten messen.

Die meisten Exoplaneten können nicht direkt abgebildet werden (sie sind zu nah am Glanz des Sterns und zu dunkel, um gesehen zu werden). Es gibt ein paar Exoplaneten, die verfolgt werden können. Sie sind normalerweise sehr große, warme Planeten, die weit entfernt sind ihr Stern.

vgl. Transformation von Bahnelementen, Zustand und Koordinaten von Satelliten in Zweikörperbewegung

Für die meisten bekannten Exoplaneten haben wir einen Verfolgungspunkt pro Umlaufbahn ... also vielleicht nicht direkt, wie das OP fragt, aber trotzdem. Die anderen Parameter können sich aus RV-Messungen ergeben
@JamesK Danke! Gibt es Hinweise darauf, wo eine mathematische Beschreibung zu finden ist, die die Neigung enthält? Alles, was ich bis zu diesem Punkt gefunden habe, deutet auf Bewegung in einer Ebene hin
onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/9781118542200.app1 Der "schwierige" Teil besteht darin, die Position des Planeten auf der Ellipse in der Ebene relativ zur Periapsis zu finden. Der "einfache" Teil dreht dann diese Ellipse zu Ihrem Koordinatensystem, das ist im Grunde eine Drehung in drei Dimensionen, also "gewöhnliche" Trigonometrie, eher als seltsame Dinge wie die Kepler-Gleichung.
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