Vraag:
Waarom kunnen we de Oortwolk niet met een telescoop waarnemen?
called2voyage
2013-09-26 23:15:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De Oortwolk is een hypothetische structuur gebaseerd op onze waarneming van kometen met een lange periode. Er zijn momenteel voorstellen om sondes te ontwerpen om het bestaan ​​van de Oort-wolk te bevestigen.

Oort cloud

Nu zou het verzenden van een sonde andere voordelen hebben, maar waarom kunnen we niet waarnemen de Oortwolk met een telescoop?

Ik denk dat een Oort-sonde tijdens ons leven onrealistisch en eigenlijk irrationeel is! De Oort-wolk begint ongeveer 2000 AU uit. Het zou generaties duren om daar aan te komen met voorzienbare voortstuwingstechnologie. Zelfs als het vandaag wordt gelanceerd, kan het 50 jaar later best worden overtroffen door een veel betere sonde. En trouwens, waar moet je heen als er nog geen doelwit is waargenomen met een telescoop? De Oortwolk is een heel lege ruimte. Ik zou graag een van die voorstellen voor een Oort-sonde willen zien, omdat ik niet begrijp hoe het concept zou kunnen werken.
* "Zelfs als het vandaag wordt gelanceerd, zou het 50 jaar later best kunnen worden overtroffen door een veel betere sonde." * Dit zal altijd waar zijn, en is een argument om voor altijd niets te doen.
@Marc Dit is niet waar als we een vorm van voortstuwing gebruiken die er binnen 50 jaar is.
Waar zal deze vorm van voortstuwing komen als we nooit de eerste stap zetten om zo goed mogelijk te bouwen en te gebruiken? Als we nooit een serieuze poging doen, wachten we altijd op de perfecte oplossing.
Drie antwoorden:
#1
+12
Rob Jeffries
2015-01-26 18:53:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De hoekresolutie van de telescoop heeft echt geen directe invloed op ons vermogen om Oortwolkobjecten te detecteren, afgezien van hoe die hoekresolutie de diepte beïnvloedt waarop men het licht van zwakke objecten kan detecteren. Elke telescoop kan sterren detecteren, ook al zijn hun werkelijke schijven ver buiten de hoekresolutie van de telescoop.

De detectie van Oort-wolkobjecten is simpelweg een kwestie van het detecteren van het (onopgeloste) gereflecteerde licht in precies hetzelfde manier waarop iemand een zwakke (onopgeloste) ster detecteert. Bevestiging van de aard van de Oortwolk van het object zou dan komen door met tussenpozen van ongeveer een jaar te observeren en een zeer grote ($ >2 $ boogseconden) parallax te verkrijgen.

De vraag is hoe diep je nodig hebt gaan? We kunnen dit op twee manieren doen (i) een berekening van de achterkant van de envelop, ervan uitgaande dat het object licht van de zon reflecteert met een beetje albedo. (ii) Schaal de helderheid van kometen wanneer ze ver van de zon verwijderd zijn.

(i) De helderheid van de zon is $ L = 3.83 \ maal10 ^ {26} \ W $. Stel dat de afstand tot de Oort-wolk $ D $ is en de straal van het (veronderstelde bolvormige) Oort-object $ R $. Het licht van de zon dat op het object valt is $ \ pi R ^ 2 L / 4 \ pi D ^ 2 $ .Als we nu aannemen dat een fractie $ f $ hiervan gelijkmatig wordt weerspiegeld in een ruimtehoek van $ 2 \ pi $. Dit laatste punt is een benadering, het licht zal niet isotroop worden gereflecteerd, maar het zal een gemiddelde vertegenwoordigen over elke kijkhoek.

Bij een goede benadering kunnen we, als $ D \ gg 1 $ au, aannemen dat de afstand van het Oort-object tot de aarde ook $ D $ is. Daarom is de lichtstroom die op de aarde wordt ontvangen $$ F_ {E} = f \ frac {\ pi R ^ 2 L} {4 \ pi D ^ 2} \ frac {1} {2 \ pi D ^ 2} = f \ frac {R ^ 2 L} {8 \ pi D ^ 4} $$

Als u enkele cijfers invoert, laat $ R = 10 $ km en laat $ D = 10.000 $ au. Komeetmateriaal heeft een zeer laag albedo, maar laten we genereus zijn en uitgaan van $ f = 0,1 $. $$ F_E = 3 \ times10 ^ {- 29} \ left (\ frac {f} {0.1} \ right) \ left (\ frac {R} {10 \ km} \ right) ^ 2 \ left (\ frac {D} {10 ^ 4 au} \ right) ^ {- 4} \ Wm ^ {- 2} $$

Om dit om te rekenen naar een magnitude, neem je aan dat het gereflecteerde licht hetzelfde spectrum heeft als zonlicht. De zon heeft een schijnbare visuele magnitude van -26,74, wat overeenkomt met een flux op de aarde van $ 1,4 \ maal10 ^ {3} \ Wm ^ {- 2} $. Door de fluxverhouding om te zetten in een magnitudeverschil, vinden we dat de schijnbare magnitude van ons ijkpunt Oort-object 52.4.

(ii) Halley's komeet is vergelijkbaar (straal van 10 km, laag albedo) aan het vaste Oort-object dat hierboven wordt besproken. De komeet van Halley werd in 2003 door de VLT waargenomen met een magnitude van 28,2 en op een afstand van 28 au van de zon. We kunnen deze magnitude nu gewoon schalen, maar het wordt geschaald als afstand tot de macht van vier , omdat het licht moet worden ontvangen en dan zien we het weerkaatst. Dus bij 10.000 au zou Halley een magnitude hebben van $ 28,2 - 2,5 \ log (28/10 ^ {4}) = 53,7 $, in redelijke overeenstemming met mijn andere schatting. (Overigens suggereert mijn ruwe formule in (i) hierboven dat een $ f = 0,1 $, $ R = 10 \ km $ komeet op 28 au een magnitude van 26,9 zou hebben. Gezien het feit dat Halley waarschijnlijk een kleinere $ f $ heeft, is dit een uitstekende consistentie .)

De waarneming van Halley door de VLT vertegenwoordigt het hoogtepunt van wat mogelijk is met de huidige telescopen. Zelfs het diepe ultra diepe veld van Hubble bereikte slechts visuele magnitudes van ongeveer 29. Zo blijft een groot Oort-wolkobject meer dan 20 magnitudes onder deze detectiedrempel!

De meest haalbare manier om Oort-objecten detecteren is wanneer ze occulte achtergrondsterren zijn. De mogelijkheden hiervoor worden besproken door Ofek & Naker 2010 in de context van de fotometrische precisie van Kepler. De snelheid van occultaties (die natuurlijk enkele gebeurtenissen zijn en onherhaalbaar) werd berekend tussen nul en 100 in de hele Kepler-missie, afhankelijk van de grootte en de afstandsverdeling van de Oort-objecten. Voor zover ik weet is hier (nog) niets van terechtgekomen.

#2
+11
LocalFluff
2014-05-14 14:19:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik had een gesprek met een Europese promovendus die van plan is een poging te doen om Oort-wolkobjecten te vinden in gegevens van de Gaia-ruimtetelescoop. Dit zou mogelijk kunnen zijn dankzij microlensing-gebeurtenissen waarbij een Oort-object door (in de buurt van) een achtergrondster reist en relativistisch het licht van de ster even vergroot.

Het beste is dat we over een paar jaar een kaart hebben van een statistisch bruikbaar aantal Oort-wolkobjecten. Genoeg om te beweren dat we het hebben "gezien".

#3
  0
PJS1987
2015-04-02 05:29:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Simpel gezegd komt dat doordat de objecten waaruit de Oortwolk bestaat, overblijfselen van de vorming van onze zon, zowel te klein als te zwak zijn om door ons te worden opgemerkt. Ze vallen flauw vanwege hun grote afstand. Er is een minimale opname van het zonlicht en nog minder wordt teruggekaatst. Er wordt zo weinig licht teruggekaatst dat zelfs onze meest geavanceerde telescopen niets kunnen zien.



Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...