Olá, vil criatura de nenhuma cultura. Resolvi fazer esse blog para levar algum conhecimento cientifico de vanguarda para a Humanidade , que precisa de mais estudo e muito menos diversão ( se é que guerra, fome , desigualdade social e fanatismo seja diversões) Agora tento explicar, com material da NASA , agencia que tenta a todo custo me contratar, os princípios basicos da tecnologia de busca dos exoplanetas.Acredito que, se eu mesmo não descobrir um modo de fotografar os planetas que orbitam as estrelas, somente daqui a algumas décadas conseguiremos isso.Hoje, somente conseguimos localizar exoplanetas experimentalmente, via `falhas` gravitacionais e de emissão de luz da estrela alvo...concluindo-se daí que ela é orbitada por n planetas.Espero que aproveite e tente entender alguma coisa.---------------------------------------------------------------------------------------------------------
Figura 1. Bracewell configuração únicaA seguir, descrevemos como os fótons de um pretenso exoplaneta podem ser isolados de sua estrela-mãe usando um interferômetro de anulação. A Figura 1 mostra o interferômetro de anulação mais simples - a configuração Bracewell única - proposta por Bracewell em 1979. Esta compreende duas aberturas coletando separados por uma base Β , de modo a que a luz de uma fonte eixo-on é cancelado no filtro de um único modo espacial na saída do combinador de feixe. Esta é a porta de saída nula ou escura, todos os de saída do porto fótons luminosos à esquerda da figura. Para implementar este esquema exige que uma diferença de fase de π independente do comprimento de onda, ser introduzido entre os dois braços. A resposta correspondente do interferômetro no céu é mostrada em ambos os painéis superiores. É uma corrugação sinusoidal com um nulo que atravessa a estrela no centro, e uma periodicidade angular de λ / Β. Se a matriz é girada sobre a linha de visão para a estrela, então este padrão ondulado gira em relação à estrela e do planeta offset. Enquanto a estrela permanece no nulo, o planeta segue o locus circular ea taxa de fótons detectados planeta (inferior direito) sobe e desce como os altos e baixos da varredura de resposta através da localização do planeta. A principal desvantagem da configuração Bracewell único é que a resposta sobre o céu é simétrica. Como resultado, há uma ambigüidade na localização do planeta, a emissão de poeira exozodiacal pode ter uma assinatura semelhante à do planeta, e (mais importante) não é possível implementar um esquema de corte eficaz.Essas desvantagens são superadas com a dupla Bracewell configuração, um exemplo de que é ilustrada na Figura 2.Existem agora quatro aberturas de coleta. Neste caso, eles são implantados ao longo de uma linha com espaçamento igual, em fases, conforme indicado. Esta configuração é, essencialmente, duas linhas de base única Bracewell, que são então cruzadas combinado com um combinador de feixe de terceiros, com uma mudança de fase relativa de π / 2. A resposta resultante no céu dessa matriz de quatro elementos em fases é mostrado no painel superior. A estrutura é mais complexa do que antes, e há uma clara assimetria esquerda-direita. Vamos nos referir a isso como o estado pique 'left', uma vez que existe um grande pico na resposta imediatamente à esquerda da estrela.
Figura 2. Bracewell configuração dual.
Mudando o sinal da fases relativas dos coletores, obtemos a resposta imagem de espelho no céu, como mostrado pela linha tracejada na Figura 3. Este é o estado chop "direito". Ao mudar a eliminação do instrumento e para trás entre estes dois estados, a resposta sobre o céu é cortada da esquerda para a direita e para trás. Tomando a diferença das taxas de fótons obtida dá a resposta "picada" denotada pela linha pesada na Figura 3 (painel superior esquerdo) e da visualização em 3D mostrado no canto superior direito. A resposta é puramente picada assimétrica, ea taxa de fótons picada tem tanto excursões positivas e negativas. Agora é possível distinguir o lado da estrela em que o planeta está localizado, e para discriminar quaisquer fontes simétricas de emissão (por exemplo, estrela, poeira exozodiacal). Qualquer fonte de ruído (luz, por exemplo, desviar), que contribui igualmente para a esquerda e direita corta os estados também é removido.
O painel inferior direito da Figura 3 mostra a variação da taxa de picada planeta fóton com o ângulo de rotação da matriz. Esta assinatura característica depende da localização do planeta em relação à estrela. À medida que mudamos o "azimutal" offset do planeta, o padrão de assinatura é deslocado para a esquerda ou direita em relação ao ângulo de rotação da matriz.Aumentando o deslocamento radial do planeta da estrela significa que o lugar geométrico circular no painel superior direito da Figura 3 se expande e passa por picos e vales mais da resposta, resultando em um padrão de assinatura com maior "freqüência". Em geral, o dados deve ser invertida para obter os fluxos e locais de todos os planetas que estão presentes.
Figura 3. Picadas de configuração Bracewell Dual.
A abordagem que tem sido usado mais comumente para fazer isso é o mapeamento de correlação, sugerida pela primeira vez por Angel e Woolf (1997). O princípio é descrito na Figura 4. O processo é muito análogo ao da transformada de Fourier usada para a síntese de imagem padrão interferométrico. O processo de correlação cruzada gera um "mapa suja" (um termo emprestado da imagem síntese de rádio), que deve ser deconvolved para extrair os planetas ponto-like. O exemplo da Figura 4 mostra o mapa sem ruído suja para uma fonte de ponto único, e, portanto, representa a função de ponto de spread (PSF) para a matriz. Porque estamos lidando com uma matriz de fases em que mais de dois coletores são combinados em uma única saída, o PSF é mais complexa do que para um array de imagem padrão em que cada linha de base é medido de forma independente. Há picos de satélite, além do pico principal, cada qual tem sideobes, eo PSF varia com a posição no mapa. Estas propriedades dependem da configuração da matriz. Várias abordagens para deconvolução são possíveis.
Até este ponto a análise tenha sido por um único comprimento de onda. As medições na prática abrangem uma ampla gama de comprimentos de onda (nominalmente 6,5-18 mm).Independente do desejo de fazer espectroscopia, a medição deve ser dividido em um número de canais espectroscópicos para evitar manchas em conjunto as assinaturas planeta diferente (fóton versus ângulo de rotação de matriz) obtidos em cada comprimento de onda. Cada um desses canais é processado de forma independente para obter um mapa de correlação. Os mapas de correlação pode ser co adicionado (com ponderação apropriado) para obter o mapa de correlação net. A ampla gama de comprimentos de onda muito amplia a cobertura UV da matriz, suprimindo os lóbulos laterais do PSF.
Figura 4. Cálculo do mapa de correlação cruzada. A taxa de fótons medidos picada planeta versus ângulo de rotação da matriz é mostrado no canto superior esquerdo (sem ruídos).Para cada possível localização de um planeta no mapa, podemos gerar um modelo para o sinal de que seria obtido.Esta grade de modelos está correlacionada com o sinal medido, e o nível de correlação é representado como a escala de cinza.Modelo 1 resultaria de um planeta na parte superior esquerda da trama. O modelo é claramente um pobre para o sinal medido, e a correlação é baixa. A maior correlação é obtida com o modelo 2, que corresponde à localização real do planeta. Modelo 3 é de um local ligeiramente deslocado e reduzido de correlação. Modelo 4 é do lado oposto da estrela e tem um perfeito anti-correlação com o sinal medido.
Referências
Angel, JRP, e Woolf, NJ, "Uma imagem de anulamento interferômetro para estudar planetas extra-solares", Astrophys. J. 475, 373-379, (1997).
Beichman, CA, Woolf, NJ, e Lindensmith, CA, Terrestrial Planet Finder: a NASA program Principios para procurar planetas habitáveis, JPL Publicação 99-3, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, CA (1999).
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