「第9惑星」を最もよく検出する波長はどれですか?


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反射された日光により、可視光で9番目の惑星の検出が非常に困難になることがわかっています。それを検出する可能性が高い別のバンドはありますか?この物体の表面温度はどのくらいですか?また、最適な検出波長についてはどういう意味ですか?


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存在する場合
デビッドハン

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存在しない場合でも、このような質問をすることで、実際に存在するかどうかを判断できます。
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それは本当に別の質問です。WISEがこのオブジェクトを検出しなかった理由を尋ねることをお勧めします。これは興味深い議論につながる可能性があります。
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この想定される9番目の惑星が、太陽系よりはるかに古い、魔法のように捕獲された不正な惑星である場合、すべての賭けはオフになります。その場合、それはほとんど見えない状態に冷却されます。
デビッドハンメン

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@DavidHammenはい、10,000 au以内に「土星」はありません。しかし、この可能性のある惑星9はおそらくガス巨人ではありません。何らかの方法で放射能や潮流によって大幅に加熱されない限り(下記の回答を参照)、1000 auでWISEによって見られる可能性はありません(その平衡温度は低すぎます)。おそらくこれが理由であり(私はまだ論文を見たことがない)、著者がそれがガス巨人ではない可能性が高いと言う理由である。WISEでNeptuneサイズのオブジェクトの計算が行われる場所の参照/ URLがありますか?木星/土星の制限しか見つけられません。
ロブジェフリーズ

回答:


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太陽光の直接反射は、9番目の惑星発見の最も可能性の高いシナリオですが、オブジェクトのアルベドが非常に低い場合は当てはまりません。惑星が放射する波長に興味があると思います。

表面温度については、惑星の回転が重要です。片側が太陽に面してロックされている場合、または非常にゆっくりと回転している場合、半球に面している太陽の中心は、太陽から得たエネルギーと同じくらい放射します。60 AUでは、太陽フラックスは約0.38 W /m²です。Stefan-Boltzmannの法則を使用して、51 Kの平衡表面温度を取得します(大気がないと仮定すると、それは可能な限り最高の表面温度です)。 ウィーンの変位の法則は、51 kの物体からの放射が57 µm(赤外線)の波長でピークになることを示しています。

回転体の場合、赤道温度は38 Kで、放射のピークは78 µm(まだ赤外線)です。

0.5のアルベドを使用すると、非回転体と回転体のピークはそれぞれ68 µmと90 µmになります。これは赤道領域のみであり、実際のピーク波長は少し高くなり、遠赤外線スペクトルに属していることに注意してください。また、回転、アルベド、および質量(内部熱にとって質量が重要)の高い不確実性により、それよりも高い精度を得ることが不可能になります。

60 auは9番目の惑星の非常に楽観的な近日点距離であるため、たとえば200 auのより現実的な距離では、有意な内部熱源がない場合、IRスペクトルで観測することはできません。


興味深いことに、放射性崩壊は、他の要因の中でもとりわけ、表面の熱に大きな影響を与えると信じています。
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これらの波長で何かを測定するのがどれほど難しいかを考慮する必要があります。一つには、実用的な極低温赤外線宇宙望遠鏡が必要です。
ロブジェフリーズ

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可能性のある惑星9は60 auよりもはるかに遠いですか?何らかの内部発熱がある場合にのみ、IRで検出できます。
ロブジェフリーズ

60 auがベストケース
ホーマンファン

近日点距離としても、60 AUが使用されていると聞いたことはありません。私が見た数字は数百AUに簡単です。そのための情報源を知りたいです。ただし、これは単なるマイナーポイントです-多分。
HDE 226868

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可能性のある惑星9は、約10の地球質量であると考えられ、ガスジャイアント(「中断された」ガスジャイアントのコアである可能性が高い)である可能性は低いです。そのため、それ自体は大きな光度を生成することはなく、岩の多い、またはより可能性の高い氷の性質を持ちます。したがって、反射光によってのみ表示されます。

どの波長を検索するかについての考慮事項は、手元の機器の感度と対象の可能性のあるスペクトルのバランスをとります。これは、太陽スペクトルと反射率の波長依存性(アルベド)に依存します。

Pl王星やトランスネプチューン天体を含むほとんどの氷のような天体の場合、反射率は赤と近赤外まで増加しますが、太陽スペクトルは短波長でピークになります。これは、600 nm付近のRまたはr 'バンドの広視野光学機器で検索を実行するのが最適であることを示唆しています。

候補者を見つけるもう1つの要因は、広い範囲をカバーする必要があることです。これは、物体がWISEで表示されるほど中赤外域で明るくなっている場合を除き、光学およびNIR波長でのみ実行可能です(完全に確認されているはずです)。私が見たプレスリリースは、SUBARUが検索に使用されていると述べました。私は彼らが光学波長でSuprime-Camの半度のフィールドを使用しており、42x32 アーク秒フィールドでCOMICS中赤外イメージングを追求していないに違いない!

予想される巨大な視差と適切な動きを考えると、候補者の確認は簡単なはずです。


kboの観測が有効であるかどうかはわかりません。このオブジェクトは、はるかに大きいことが予測されている典型的なKBO ...
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@PearsonArtPhoto独自の反射スペクトルを作成してください。フラットであっても、検索範囲をVまたはg 'バンドにのみシフトする可能性があります。
ロブジェフリーズ

反射率スペクトルはおそらく近いでしょう。それについて説明しますが、熱IR検出の可能性については少し懐疑的です。私の答えをご覧ください。
PearsonArtPhoto

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このようなオブジェクトを検出するには、2つの基本的な方法があります。まず、反射された日光を通してそれを検出することです。第二は、それが生成する熱からです。このような物体の反射光は、ほぼ16.5倍になる可能性が高いことは既にわかっています。赤外線を決定するには、温度を推定する必要があります

温度は組成に大きく依存します。簡単にするために、地球に似た構成を想定し、太陽系の他の部分とほぼ同じ時間に作成されたとします。これらの仮定は有効ではないかもしれませんが、議論されている可能性の中にあります。サイエンティフィックアメリカによると、実際、地球の内部熱は放射性崩壊による少なくとも50%です。もちろん、それは内部熱のみであり、そのすべてが表面に達するわけではありません。

この提案された惑星は、ガスの小さな円盤が星のない惑星に崩壊したか、ホストシステムから排出された」「ローグプラネット」に似ています。かなりの量は、オブジェクトのかなりの月があるかどうかにも依存します。その場合、潮dal加熱により物体の温度が劇的に上昇します。そのような決定は、観察なしに行うことはできませんが、可能です。大気は、惑星の凍結を防ぐのにも役立ちます。不正な惑星を検出するため論文は、アボットとスイスから来ています。彼らは、それが1000 AU以内、具体的には遠赤外線で、表面温度が約50 Kの場合、3.5の地球質量の物体を検出できるという仮説を立てました。

要するに、遠赤外線と可視光線の両方を検出しようとするのが賢明でしょうが、それでも検出は難しいかもしれません。視差が主な動きの手段であるとすると、検出は地球の軌道のいくつかのポイントで行われるべきです。おそらく同じ場所を約90日間隔で検索して、動きの最大の機会を与える必要があります。地球はオブジェクトの位置に垂直でした。


3番目の方法は、この9番目の男によって軌道が形作られたさらにいくつかの彗星(またはTNOまたはKBO)を発見することです。直接観察しなくても、証拠が積み重なると、このような惑星はよりリアルになります。そして、パイプライン内のIR調査宇宙望遠鏡、そしておそらく他の調査望遠鏡は、その「犠牲者」の検出可能性を多く改善するはずです。
LocalFluff

十分に真実ですが、それを検出するまで、誰もそれを解決したと実際に考えません。さらなる証拠が実際に行うことは、空の部分を縮小してそれを探すことです。
PearsonArtPhoto

私は、任意の遠赤外線サーベイ型施設があるとは思わないし、これは遠赤外線で。確かに、それを見に織り込まれなければなら後にそれが発見されました。プレスリリースによると、検索はスバルで行われています。私の推測では、彼らは光学式SuprimeCamの半度フィールドを使用しており、COMICSの近赤外および中赤外カメラの42x32 arcsecではありません!
ロブジェフリーズ

このアプローチがどれほど現実的かはわかりませんが、理論的には、隠されたオブジェクトを探してPlanet9を見つけることはできないでしょうか?つまり、空を比較して、通常は表示されるはずの欠落しているオブジェクトを見つけます。
TryHarder
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