📅  最后修改于: 2020-11-25 05:08:45             🧑  作者: Mango
过境法(开普勒太空望远镜)用于找出尺寸。通常,与双星系统不同,行星对恒星的亮度下降通常很少。
F 0是行星掩星之前的恒星通量。
F 1是整个行星位于恒星前方之后的通量。
下图将用于所有计算。
$$ \ frac {F_0-F_1} {F_0} = \ frac {\ pi r_p ^ {2}} {\ pi R ^ 2_ \ ast} $$
$$ \ frac {\ Delta F} {F} \ cong \ frac {r ^ 2_p} {R ^ 2_ \ ast} $$
$$ \ left(\ frac {\ Delta F} {F} \ right)_ {earth} \ cong 0.001 \%$$
$$ \ left(\ frac {\ Delta F} {F} \ right)_ {jupiter} \ cong 1 \%$$
用地面望远镜很难做到这一点。这是通过哈勃望远镜实现的。
在这里,$ t_T $是位置A和D之间的时间,而$ t_F $是位置B和C之间的时间。
运输路线的几何形状与系统的倾斜度i有关。过境纬度和倾斜度可以互换。
从上面的图片,我们可以写-
$$ \ frac {h} {a} = cos(i)$$
$$ \ frac {h} {R_ \ ast} = sin(\ delta)$$
$$ cos(i)= \ frac {R_ \ ast sin(\ delta)} {a} $$
$$ y ^ 2 =(R_ \ ast + R_p)^ 2-h ^ 2 $$
$$ y = [(R_ \ ast + R_p)^ 2-h ^ 2] ^ {\ frac {1} {2}} $$
$$ sin(\ theta)= \ frac {y} {a} $$
$$ \ theta = sin ^ {-1} \ left [\ frac {(R_ \ ast + R_p)^ 2-a ^ 2cos ^ 2(i)} {a ^ 2} \ right] ^ {\ frac {1 } {2}} $$
$$ t_T = \ frac {P} {2 \ pi} \ times 2 \ theta $$
在此,$ t_T $是发生过渡的时间的分数,(2θ/2π)是发生过渡的角度的分数。
$$ sin(\ frac {t_T \ pi} {P})= \ frac {R_ \ ast} {a} \ left [\ left(1+ \ frac {R_p} {R_ \ ast} \ right)^ 2- \ left(\ frac {a} {R_ \ ast} cos(i)\ right)^ 2 \ right] ^ {\ frac {1} {2}} $$
通常,>> >> R ∗ >> Rp。所以,我们可以写-
$$ sin(\ frac {t_T \ pi} {P})= \ frac {R_ \ ast} {a} \ left [1- \ left(\ frac {a} {R_ \ ast} cos(i)\ right )^ 2 \ right] ^ {\ frac {1} {2}} $$
在此, P是两次连续过渡之间的持续时间。与轨道时间周期相比,渡越时间要短得多。因此,
$$ t_T = \ frac {P} {\ pi} \ left [\ left(\ frac {R_ \ ast} {a} \ right)^ 2-cos ^ 2(i)\ right] ^ {\ frac {1 } {2}} $$
在这里, t T ,P,R *是可观察到的,应该找出a和i 。
现在,
$$ sin(\ frac {t_F \ pi} {P})= \ frac {R_ \ ast} {a} \ left [\ left(1-\ frac {R_p} {R_ \ ast} \ right)^ 2- \ left(\ frac {a} {R_ \ ast} cos \:i \ right)^ 2 \ right] ^ {\ frac {1} {2}} $$
其中,$ y ^ 2 =(R_ \ ast-R_p)^ 2-h ^ 2 $。
让,
$$ \ frac {\ Delta F} {F} = D = \ left(\ frac {R_p} {R_ \ ast} \ right)^ 2 $$
现在,我们可以表达
$$ \ frac {a} {R_ \ ast} = \ frac {2P} {\ pi} D ^ {\ frac {1} {4}}(t ^ 2_T-t ^ 2_F)^ {-\ frac {1 } {2}} $$
对于主序星,
$$ R_ \ ast \ propto M ^ \ alpha_ \ ast $$
$$ \ frac {R_ \ ast} {R_0} \ propto \ left(\ frac {M_ \ ast} {M_0} \ right)^ \ alpha $$
得出R ∗ 。
因此,我们也得到“ a”的值。
因此,我们得到“ R p ”,“ ap”甚至“ i”。
为此,
$$ h \ leq R_ \ ast + R_p $$
$$ a \:cos \:i \ leq R_ \ ast + R_p $$
即使在𝑖〜89度,渡越时间也很小。为了获得足够的渡越时间,行星必须非常接近。这对“ i”给出了严格的约束。一旦获得“ i”,就可以从径向速度测量中得出“ m p ”。
通过过境方法的这种检测称为机会检测,即观察到过境的概率。公交概率(观测概率)计算如下所示。
穿越概率与两个极端穿越配置所描绘的立体角有关,即-
$$实心\:角度\:of \:行星\:= 2 \ pi \ left(\ frac {2R_ \ ast} {a} \ right)$$
以及半长轴a上的总立体角,或-
$$固体\:角度\:\ \球体\:= \:4 \ pi $$
概率是这两个区域的比率-
$$ = \:\ frac {区域\:of \:天空\:覆盖\:by \:有利\:方向} {区域\:of \:天空\:covered \:by \:全部\:可能\:方向\:的\:轨道} $$
$ = \ frac {4 \ pi a_pR_ \ ast} {4 \ pi a ^ 2_p} = \ frac {R_ \ ast} {a_p} $ $ \ frac {area \:of \:中空\:脚踏车} {area \ :of \:sphere} $
该概率独立于观察者。