Die Abstandsmodule bei 5, 500, 50.000 und 5.000.000 sind -4,1, 5,9, 15,9 bzw. 25,9. Wir addieren dies zur absoluten visuellen Helligkeit der Sonne, 4,8, um scheinbare Helligkeiten von 0,7, 10,7, 20,7 bzw. 30,7 zu ​​erhalten.

Die meisten Planeten werden durch das Doppler-Wobbeln im Mutterstern entdeckt oder wenn der Planet vor dem Mutterstern vorbeizieht. Einige werden durch direkte Abbildung entdeckt, aber dies sind Planeten, die viel größer als Jupiter sind und in viel größeren Entfernungen umkreisen als Jupiter (obwohl siehe unten).

Beide Hauptnachweistechniken erfordern relativ helle Sterne. Die Doppler-Wobble-Technik beruht auf der Messung kleiner Geschwindigkeitsverschiebungen. Diese würden in der Größenordnung von 10 m/s liegen, verursacht durch Jupiter, aber nur 7 cm/s, verursacht durch die Erde. Um eine Entdeckung zu beanspruchen, muss der Stern (mindestens) über zwei Umlaufbahnen beobachtet werden. Aktuelle Technologie würde leicht Jupiter, wahrscheinlich Saturn, aber möglicherweise nicht die Erde erkennen, wenn Sie lange genug beobachten. Um jedoch genügend Photonen zu sammeln, ist ein Stern erforderlich, der heller als etwa 13-15 mag ist. Es sind also nur Ihre engsten Entfernungen möglich.

Die Transiting-Technik hat (große) Planeten um Sterne gefunden, die etwas schwächer sind als diese, aber diese neigen dazu, sich in kurzen Umlaufbahnen zu befinden. Durch Transite wurden keine Jupiter-ähnlichen (in Bezug auf Größe und Umlaufbahn) gefunden und auch keine erdähnlichen. Sie könnten gerade einen Venus-ähnlichen Planeten für Ihre zwei nächsten Entfernungen erkennen. Auch der Orientierungsfaktor ist zu berücksichtigen. Die Wahrscheinlichkeit einer Ausrichtung, dass ein Transit auftritt, ist so etwas wie Sternradius/Planetenumlaufbahnradius. Für die Venus etwa$6\times 10^{-3}$, und noch unwahrscheinlicher für die weiter entfernten Planeten.

Meine Schlussfolgerung lautet also ja, Sie würden Planeten in den ersten beiden Entfernungen mit der Doppler-Wobble-Technik erkennen (vorausgesetzt, Sie haben etwa 20 Jahre lang beobachtet). Aber Sie würden nichts sehen, wenn Sie nach Transiten suchen, es sei denn, Sie hätten großes Glück und hätten die Venus wieder in Ihren zwei nächsten Entfernungen entdeckt.

Weitere Informationen und Details. Wenn das Sonnensystem von Alpha Centauri A unser eigenes exakt widerspiegeln würde, was könnten wir dann erkennen?

Hinweis hinzugefügt.

Derzeit gibt es Instrumente, die Alpha Centauri durch direkte Bildgebung nach Planeten durchsuchen. Dies entspricht Ihrer ersten Distanz. Ich muss ihre Empfindlichkeiten überprüfen...

In naher Zukunft besteht auch die Möglichkeit (mit SKA), Funkemissionen von einem erdähnlichen Planeten/einer erdähnlichen Zivilisation auf die erste Ihrer Entfernungen zu erfassen. Siehe https://astronomy.stackexchange.com/a/10638/2531

Radialgeschwindigkeit

Die Radialgeschwindigkeit könnte Jupiter in den Fällen von 5 oder 500 Lichtjahren erkennen, es sei denn, das Sonnensystem wäre nahezu frontal ausgerichtet. Es besteht jedoch die Möglichkeit einer Verwechslung mit dem Sonnenaktivitätszyklus zu einem ähnlichen Zeitraum (dieses Problem ist bei einigen extrasolaren Jupiter-Analoga aufgetreten ), was eine sehr lange Kampagne über mehrere Jupiter-Umlaufbahnen erfordern kann, um sie zu entwirren. Eine längere Kampagne könnte Saturn entdecken, und eine lange Kampagne mit etwas wie ESPRESSO könnte Venus und vielleicht die Erde erfassen, vorausgesetzt, die Sonne war zu diesem Zeitpunkt ausreichend ruhig.

Die Frage, ob die Sonne als ausreichend hochwertiges Ziel angesehen würde, das solche intensiven Radialgeschwindigkeitskampagnen rechtfertigen würde, ist eine andere Sache. Bei 5 Lichtjahren wäre die Antwort angesichts der engagierten Kampagnen für Alpha Centauri wahrscheinlich ja. Bei 500 Lichtjahren würde es wahrscheinlich zugunsten von Systemen übergangen werden, die schneller mehr Ergebnisse erzielen.

Bei 50.000 oder 5.000.000 Lichtjahren wäre die Sonne zu schwach für Radialgeschwindigkeitsmessungen.

Astrometrie

Gaia wäre wahrscheinlich in der Lage, Jupiter durch Astrometrie bei 5 Lichtjahren zu erkennen. Die große Halbachse der Reflexbahn der Sonne wäre 3,2 Millibogensekunden. Bei 500 Lichtjahren reduziert sich dies auf 32 Mikrobogensekunden, was nachweisbar sein kann oder nicht: Die für die hellsten Sterne aufgeführte Genauigkeit beträgt 10 Mikrobogensekunden über die 5-Jahres-Mission, während einzelne Messungen Fehler von etwa 60 Mikrobogensekunden aufweisen können.

Bei 50.000 oder 5.000.000 Lichtjahren wäre das von den Planeten verursachte astrometrische Wackeln zu klein, um es zu erkennen, selbst wenn die Sonne selbst zu sehen wäre.

Transite

Transite würden wahrscheinlich die meisten Planeten entdecken, wenn die Umlaufbahnen geeignet ausgerichtet wären, obwohl Mars und Merkur wahrscheinlich der Entdeckung entgehen würden und die äußeren Planeten Einzeltransit-Ereignisse wären. Beachten Sie, dass das Sonnensystem nicht flach genug ist, um alle Planeten auf diese Weise zu erkennen, Sie würden nur eine Teilmenge davon erhalten.

Geometrische Effekte würden die Transite der äußeren Planeten weniger wahrscheinlich machen, und die langen Transitdauern würden eine kontinuierliche Beobachtung erfordern (das würde heutzutage wahrscheinlich bedeuten, dass sich die Sonne in einer der kontinuierlichen Beobachtungszonen von TESS befinden müsste).

Dies wäre bei 5 oder 500 Lichtjahren realisierbar. Bei 50.000 oder 5.000.000 Lichtjahren wäre die Sonne zu schwach, um ein nützliches Ziel zu sein.

Bildgebung

Unsere Planeten sind viel älter als die Planeten, die bisher durch direkte Abbildung entdeckt wurden, daher sind unsere Gasriesen viel weniger leuchtend. Es gibt laufende Kampagnen, um Planeten um Alpha Centauri durch Bildgebung zu entdecken, also nähern wir uns möglicherweise dem Stadium, in dem einige der Planeten (vielleicht ist Jupiter groß genug und gut getrennt, um seine geringere Beleuchtung zu kompensieren) am Rande der Erkennbarkeit stehen würden bei 5 Lichtjahren. Darüber hinaus ist es wahrscheinlich ein No-Go.

Radio

Die Emissionen des Jupiter-Io-Systems wären die besten Aussichten für die Erkennung der Planeten des Sonnensystems durch Radioemission, bei 5 Lichtjahren könnte dies in Reichweite von LOFAR liegen . Die Radiodetektion von Exoplaneten ist ein ziemlich neues Gebiet, bisher gab es nur eine behauptete Entdeckung: GJ 1151 und sein Planet scheinen sich wie eine vergrößerte Version von Jupiter-Io zu verhalten.

Mikrolinsen

Wenn die Sonne keine ausreichend gut ausgerichtete Eigenbewegung mit einer ausreichend gut charakterisierten Hintergrundquelle hatte, ist Mikrolinsen bei 5 oder 500 Lichtjahren wahrscheinlich nicht von großem Nutzen. Lensing wurde verwendet, um die Gravitationsmasse von Proxima Centauri zu messen , aber die Beobachtungen enthüllten nichts über seine Planeten.

Die 50.000 Lichtjahre sind etwa doppelt so weit entfernt wie die am weitesten entfernten Linsen, die Planeten beherbergen. Im typischen Fall ist Mikrolinsen empfindlich für Planeten in der Nähe der Schneegrenze, könnte also wahrscheinlich Jupiter und die äußeren Planeten erkennen, vorausgesetzt, sie erscheinen (in Projektion) ausreichend nahe an der Sonne. Es wäre schwierig, die Sonne direkt zu erkennen, daher würden die Parameter wahrscheinlich einen M-Zwerg-Wirtsstern annehmen. Sie könnten auch einen äußeren Planeten sehen, ohne die Sonne zu entdecken, also würden Sie nur wissen, dass es einen (ungefähr) Neptun-großen Planeten gibt, der sich in einer weiten Umlaufbahn oder im interstellaren Raum befinden könnte.

Mikrolinsen-Durchmusterungen zielen auf überfüllte Sternfelder ab (z. B. in Richtung des galaktischen Zentrums), um die beste Chance zu haben, eine Ausrichtung zu erkennen. Wenn die Sonne in einem relativ leeren Teil des Himmels wäre, würde ein solches Ereignis wahrscheinlich verpasst werden, weil die Vermessungen nicht in diese Richtung schauen würden.

Mit 5.000.000 Lichtjahren sind Sie etwa doppelt so weit entfernt wie die Andromeda-Galaxie. Es gab eine Behauptung über eine Planetenerkennung durch Pixel-Mikrolinsen in der Andromeda-Galaxie im PA-99-N2-Ereignis, also könnten Sie vielleicht Jupiter entdecken, wenn Sie Glück hätten, vorausgesetzt, Ihre Sonne bei 5.000.000 Lichtjahren befindet sich eher in einer Galaxie als im intergalaktischen Raum. In dieser Entfernung könnten Sie die Sonne nicht direkt erkennen, daher wären die Informationen, die Sie hätten, äußerst gering: Bestenfalls könnten Sie sagen, dass irgendwo in ihr ein System mit einem Massenverhältnis von ~ 0,001 existiert Galaxis.

In beiden Fällen würden Sie sich auf eine Untersuchung der Helligkeitsschwankungen in einem Sternfeld verlassen, anstatt die Sonne als spezifisches Ziel auszuwählen. Außerdem wiederholte sich das Ereignis nicht, was Nachbeobachtungen sehr schwierig machte.