Калькулятор обнаружения экзопланет

Большинство экзопланет нельзя разрешить как отдельные точки света рядом с родительскими звёздами, поэтому астрономы судят об их наличии по периодическим эффектам. Транзитная фотометрия выявляет временное уменьшение яркости при прохождении планеты по диску звезды. Наблюдения лучевой скорости выявляют повторяющееся движение звезды к наблюдателю и от него, когда звезда и планета обращаются вокруг общего центра масс. Этот калькулятор сравнивает идеальные масштабы сигналов обоих методов. Большая полуось оценивается по третьему закону Кеплера с массой звезды в массах Солнца и периодом в годах. Если масса планеты мала по сравнению со звёздной, удобно использовать соотношение: куб полуоси равен массе звезды, умноженной на квадрат периода, а полуось выражена в астрономических единицах. Для очень массивных спутников нужно включать их массу в массу системы, но для обычных планет в этой предварительной модели поправка пренебрежимо мала. Глубина транзита равна квадрату отношения радиуса планеты к радиусу звезды, выраженному в процентах. Планета радиусом с Землю перед звездой радиусом с Солнце закрывает лишь около 0.0084 процента света, а планета размером с Юпитер — около одного процента. Модель предполагает полную проекцию планетного диска на равномерно яркий диск звезды. Реальные кривые блеска зависят от потемнения к краю, касательной геометрии транзита, звёздных пятен, примеси света фоновых звёзд, выдержки и отклика прибора. Геометрическая вероятность транзита приближённо равна сумме радиусов звезды и планеты, делённой на большую полуось. Близкие планеты гораздо чаще оказываются ориентированы для транзита, чем планеты на широких орбитах. Это вероятность для случайных ориентаций орбит до наблюдений, а не шанс обнаружить уже транзитную планету в зашумлённых данных. Эксцентриситет и аргумент периастра могут менять геометрическую вероятность. Полуамплитуда лучевой скорости рассчитана для круговой орбиты, видимой с ребра, и малой массы планеты. Она растёт с массой планеты и при уменьшении периода, но снижается с ростом массы звезды. Реальная амплитуда умножается на синус наклонения орбиты и зависит от эксцентриситета. Активность звезды, колебания, вращающиеся пятна, спектральный тип, частота наблюдений и точность спектрографа определяют, можно ли измерить эту амплитуду. Для звезды используйте массы и радиусы Солнца, для планеты — массы и радиусы Земли, для периода — дни. Результаты подходят для обучения, сравнения целей и быстрой оценки правдоподобия. Подтверждение кандидата требует повторных наблюдений, анализа неопределённостей, оценки ложноположительных сигналов и обычно независимых методов. Профессиональная модель должна описывать всю кривую блеска или временной ряд скоростей с учётом наклонения, эксцентриситета, потемнения к краю, постороннего света, коррелированного шума и неопределённостей параметров.