Esta es una pregunta amplia y demasiado amplia para que pueda responderla de manera integral. Debe desglosarse en métodos doppler, tránsitos e imágenes directas; y eso es antes de llegar a preguntas sobre la detección de cinturones de Kuiper, emisión de radio, etc.
Me quedaré por el momento con lo que sé acerca de la detección de planetas utilizando la técnica de oscilación Doppler.
Técnica Doppler
La semi-amplitud de velocidad radial refleja de una estrella para el caso de un planeta de masa orbitando una estrella de masa , en una órbita elíptica con excentricidad , y período orbital y con un eje orbital inclinado en a la línea de la vista desde la Tierra es:
Clubb (2008)
proporciona una derivación (muy) detallada .m2m1ePi
(2πGP)1/3m2sinim2/31(1−e2)−1/2.
Así que construí una pequeña hoja de cálculo y asumí que todos los planetas se veían de manera óptima en (no todos se podían ver de manera óptima, pero la inclinación más pequeña sería de para Mercurio, por lo que no hace mucha diferencia) También asumiré que la masa de Alpha Cen A es aproximadamente .i=90∘i=83∘M≃1.1M⊙
Los resultados son
Planeta | RV semi-amplitud (m / s)
Mercurio | 8.3×10−3
Venus | 8.1×10−2
Tierra | 8.4×10−2
Marte | 7.5×10−3
Júpiter 11.7
Saturno 2.6
Urano | 0.28
Neptuno | 0.26
Los límites de lo que es posible están bien ilustrados por un planeta alrededor de Alpha Cen B, que afirma estar en una órbita de 3 días y con una masa similar a la Tierra ( Dumusque et al. 2012 , y ver exoplanets.org ). La semi-amplitud de velocidad radial detectada aquí fue de m / s, y algunos espectrógrafos, en particular los instrumentos HARPS, entregan rutinariamente una precisión por debajo de 1 m / s. Por lo tanto, Júpiter y Saturno serían detectables, Urano y Neptuno están al borde de la detectabilidad (recuerde que puede promediar muchas observaciones de RV), pero no se encontrarían los planetas terrestres (las detecciones de la Tierra requerirían precisiones por debajo de 10 cm / s. Recuerde también que las señales más débiles tendrían que extraerse de las señales más grandes debido a los planetas similares a Júpiter y Saturno.0.51±0.04
Sin embargo, hay una segunda limitación: para encontrar un planeta utilizando el método Doppler, debe observar al menos una fracción significativa del período orbital. Dado que las precisiones actuales de m / s han estado disponibles solo años, es poco probable que Saturno aún se haya detectado.∼5
Se puede obtener una imagen que ilustra la situación en el sitio web exoplanets.org, al que he agregado líneas que se aproximan a donde estarían las semi-amplitudes de RV para una precisión de 10 m / sy 1 m / s (suponiendo que la masa Alpha Cen A y órbitas circulares). He marcado en la Tierra, Júpiter y Saturno. Tenga en cuenta que se han descubierto pocos objetos debajo de la línea de 1 m / s. También tenga en cuenta la falta de planetas entre las líneas de 1 y 10 m / s con períodos más largos que un par de años: el reciente aumento de la sensibilidad aún no se ha transmitido a los descubrimientos de exoplanetas de períodos más largos y de menor masa.
En conclusión: solo Júpiter habría sido encontrado hasta ahora por la técnica Doppler.
Técnicas de tránsito
También agregaré algunos comentarios sobre la técnica de tránsito. La detección de tránsito solo funcionará si los exoplanetas orbitan de manera que se crucen frente a la estrella. Entonces las altas inclinaciones son obligatorias. Alguien que sea mejor en trigonometría esférica debería usar los datos publicados del sistema solar para determinar cuántos (y qué) planetas transitan en una orientación altamente óptima. Dado que los planetas tienen inclinaciones orbitales con una dispersión de unos pocos grados, luego una trigonometría directa y una comparación con el radio solar, le dice que estas órbitas generalmente no transitarán en ningún ángulo de visión en particular. De hecho, varios de los sistemas de tránsito múltiple descubiertos por Kepler son mucho más "planos" que el sistema solar.
El satélite Kepler es / fue capaz de detectar planetas en tránsito muy pequeños gracias a su muy alta precisión fotométrica (la caída en el flujo es proporcional a la raíz cuadrada del radio del exoplaneta). La imagen a continuación, presentada por el equipo Kepler de la NASA (ahora un poco desactualizada), muestra que se han descubierto candidatos planetarios que tienen el tamaño de Marte. Sin embargo, estos tienden a estar en órbitas de período corto porque se necesita ver una señal de tránsito varias veces, y Kepler estudia este parche de cielo durante aproximadamente 2.5 años (cuando se produjo esta trama).
Entonces, desde este punto de vista, posiblemente se habría visto a Venus, pero ninguno de los otros planetas podría ser confirmado.
Sin embargo, hay una arruga. Alpha Cen A es demasiado brillante para este tipo de estudios y mucho más brillante que las estrellas Kepler. Tendría que construir un instrumento especial o telescopio para buscar tránsitos alrededor de estrellas muy brillantes. Parte de este trabajo se ha realizado mediante encuestas en tierra (principalmente para encontrar Júpiter calientes). Un nuevo satélite llamado TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite, lanzado en abril de 2018) es una misión de dos años, enfocada en encontrar planetas pequeños (del tamaño de la Tierra y más grandes) alrededor de estrellas brillantes. Sin embargo, la mayoría de sus objetivos (incluido Alpha Cen) solo se observan durante 1-2 meses, por lo que solo se probarán las partes internas de sus sistemas planetarios.
