Forklarer:Hvordan astronomer finder exoplaneter

Transitmetoden er i øjeblikket en af ​​de mest succesrige og udbredte teknikker til at opdage exoplaneter uden for vores solsystem. Det indebærer at observere en let dæmpning eller "dip" i lyset, der udsendes fra en stjerne. Disse dyk opstår, når en exoplanet passerer eller passerer foran sin værtsstjerne set fra vores udsigtspunkt på Jorden.

Under en transit blokerer planeten en lille brøkdel af stjernens lys, hvilket forårsager et midlertidigt fald i stjernens samlede lysstyrke. Denne dæmpning detekteres og måles derefter af følsomme teleskoper og instrumenter designet til dette specifikke formål.

Et nøgleaspekt ved transitmetoden er den præcise måling af lysintensitetsvariationer ved hjælp af fotometri. Når planeten passerer foran stjernen, falder mængden af ​​lys, der når teleskopet fra den stjerne, og denne ændring i lysstyrke overvåges og registreres omhyggeligt.

Kepler Space Telescope, der blev opsendt af NASA i 2009, var specielt designet til transitmetoden og gjorde betydelige opdagelser af exoplaneter, især planeter på størrelse med Jorden, der kredser i deres stjerners beboelige zoner.

2. Radial Velocity Method

Den radiale hastighedsmetode, også kendt som Doppler-spektroskopi-metoden, måler de små slingre eller periodiske ændringer i bevægelsen af ​​en stjerne forårsaget af gravitationsslæb, der udøves af en planet i kredsløb.

Når en planet kredser om sin stjerne, udøver den gravitationspåvirkning, hvilket får stjernen til at bevæge sig lidt frem og tilbage langs vores synslinje. Disse ændringer i stjernens hastighed er utroligt små og kræver præcise spektroskopiske observationer at opdage.

Spektroskopiske instrumenter kan opdele stjernens lys i dets komponentbølgelængder og afsløre små skift i spektrallinjerne. Når stjernen bevæger sig mod og væk fra os på grund af planetens gravitationspåvirkning, gennemgår spektrallinjerne et regelmæssigt mønster af skift, kendt som Doppler-effekten.

Præcis måling af disse periodiske hastighedsvariationer gør det muligt for astronomer at estimere minimumsmassen af ​​den kredsende planet, den tid det tager at fuldføre en bane (omløbsperiode), og med yderligere observationer udlede dens afstand fra stjernen.

3. Direkte billedbehandling

Den direkte billeddannelsesmetode involverer at fange faktiske billeder af exoplaneter og løse dem fra blændingen fra deres værtsstjerner. Men på grund af de enorme udfordringer med at opnå den nødvendige opløsning og kontrast, har denne metode kun med succes afbildet en håndfuld exoplaneter, for det meste store, unge planeter, der er gravitationsmæssigt adskilt fra deres stjerner og udsender deres egen svage glød.

4. Gravitationel mikrolinse

Gravitationel mikrolinsing er en teknik, der udnytter gravitationsfeltet af et massivt mellemliggende objekt, såsom en stjerne eller galakse, til at forstørre og forvrænge lyset, der udsendes af en baggrundskilde, og afsløre tilstedeværelsen af ​​en exoplanet.

Når en baggrundsstjerne passerer bag ved eller nær det massive mellemliggende objekt, bøjes og fokuseres lyset fra baggrundskilden, hvilket fører til en midlertidig lysnende eller forstørrelseseffekt. Hvis der er en exoplanet, der kredser om det massive mellemliggende objekt, kan det forårsage små forvrængninger eller anomalier i dette forstørrelsesmønster.

Detektering og analyse af disse anomalier gør det muligt for astronomer at udlede tilstedeværelsen og karakteristika af exoplaneter.

Det er vigtigt at bemærke, at nogle exoplanetopdagelser er gjort ved hjælp af kombinationer af disse metoder eller gennem alternative tilgange, såsom astrometri (måling af ændringer i en stjernes position for at detektere gravitationspåvirkningen af ​​en kredsende exoplanet).