Sind atmosphärische Turbulenzen für exoPlanetare Transite und Radialgeschwindigkeitsmessungen irrelevant?

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Atmosphärische Turbulenz in einer quasi-zufälligen Art und Weise auf ihrem Weg in der Atmosphäre zu streuen Photonen bekannt, bei niedrigerer resultierenden Abbildungsauflösung als durch instrumenten nur Überlegungen erwartet wurde.

Ich habe darüber nachgedacht, ob die gleichen Effekte eine relevante Rolle bei der Begrenzung der Empfindlichkeit für die Photometrie in Transiten oder für die Spektrometrie bei Radialgeschwindigkeitsmessungen spielen können.

Meine bisherigen Gedanken:

  • Transite: Da ich kein Beobachter bin, weiß ich nicht, ob die atmosphärischen Turbulenzen tatsächlich stark genug sind, um Quellphotonen aus der Sichtlinie zu streuen und sie unentdeckt zu lassen. Dies würde mit dem Signal-Rausch-Verhältnis pro Messung herumspielen und es im Laufe der Zeit schwanken lassen.
  • Radialgeschwindigkeit: Turbulenzen sollten in der Lage sein, eine spektrale Messung vom Boden aus zu beeinflussen, wenn die induzierte turbulente Verbreiterung im Vergleich zu der Linienbreite, die mit dem betrachteten Instrument aufgelöst werden kann, signifikant ist. Wenn man die turbulenzinduzierte Dopplerverschiebung als (ich nahm an, dass turbulente Wirbelgeschwindigkeiten mit typischen Winden vergleichbar sind) als typisch für die Erdatmosphäre ansieht, sollte dies unbedeutend sein selbst für einen hochauflösenden Spektrographen wie HARPS mit . Kleinere Wirbel drehen sich jedoch schneller, sie könnten somit den Erkennbarkeitsbereich erreichen, wenn10 c m / s / c ~ 10 - 7 λ / Δ λ ~ 10 5 Δ v / c ~ 10 - 5Δv/.c10cm/.s/.c10- -7λ/.Δλ105
    Δv/.c10- -5

Hier endet meine Expertise in diesem Thema und ich hoffe, dass jemand aus dieser Community die obigen Punkte beleuchtet. Auch das Googeln weist normalerweise nur auf die Vorteile der direkten Bildgebung hin. Bonusfrage : Würde die adaptive Optik immer helfen, auftretende Probleme zu beheben?

AtmosphericPrisonEscape
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Antworten:

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Man kann sich turbulente Wirbel in der Atmosphäre als sehr schwache optische Linsen vorstellen, die Sternstrahlung fokussieren und defokussieren. Dies führt zu einer Bildverschlechterung (Sehen) und Flussschwankungen, die durch eine gewisse Apertur registriert werden. Der letztere Effekt wird Szintillationen genannt. Es ist sehr wichtig für Beobachtungen mit bloßem Auge. Bei Teleskopen verringert die Mittelung durch große Apertur die Größe der Szintillationen. Trotzdem ist es der Hauptbeschränkungsfaktor für die hochpräzise Photometrie bei Teleskopen größer als ca. 2 m. Siehe z. B. http://adsabs.harvard.edu/abs/2012MNRAS.426..647K

Bei der Spektroskopie beeinflussen atmosphärische Turbulenzen die Wellenlänge der Strahlung nicht, solange in modernen hochpräzisen Spektrographen (z. B. HARPS) die tatsächliche Detektion im Vakuum stattfindet.

Boris Safonov
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