La turbulence atmosphérique n'est-elle pas pertinente pour les transits ExoPlanetary et les mesures de vitesse radiale?


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La turbulence atmosphérique est connue pour diffuser des photons de manière quasi aléatoire le long de leur trajet dans l'atmosphère, ce qui entraîne une résolution d' imagerie inférieure à ce qui aurait été prévu par des considérations uniquement liées aux instruments.

Je me suis demandé si les mêmes effets pouvaient jouer un rôle pertinent dans la limitation des sensibilités à la photométrie dans les transits ou à la spectrométrie dans les mesures de vitesse radiale .

Mes pensées jusqu'à présent:

  • Transits: comme je ne suis pas un observateur, je ne sais pas si la turbulence atmosphérique est en fait assez forte pour diffuser les photons source hors de la ligne de visée, les rendant non détectés. Cela jouerait avec le rapport signal / bruit par mesure et le laisserait fluctuer dans le temps.
  • Vitesse radiale: la turbulence devrait pouvoir influencer une mesure spectrale à partir du sol, si l'élargissement turbulent induit est significatif par rapport à la largeur de raie qui peut être résolue avec l'instrument considéré. Prendre le décalage doppler induit par la turbulenceΔv/c comme dixcm/s/cdix-7 (J'ai supposé que les vitesses de Foucault turbulentes étaient comparables aux vents typiques) comme typique de l'atmosphère terrestre, cela devrait être insignifiant même pour un spectrographe à haute résolution comme HARPS qui a λ/Δλdix5.
    Cependant, les tourbillons plus petits tournent plus vite, ils pourraient donc atteindre la plage de détectabilité lorsqueΔv/cdix-5

Ici, mon expertise dans ce sujet se termine, et j'espère que quelqu'un de cette communauté éclairera les points ci-dessus. De plus, la recherche sur Google ne fait généralement que souligner les avantages de l'imagerie directe. Question bonus : l'optique adaptative aiderait-elle toujours à résoudre les problèmes qui pourraient survenir?

Réponses:


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On peut imaginer les tourbillons turbulents dans l'atmosphère comme des lentilles optiques très faibles qui focalisent et défocalisent le rayonnement stellaire. Cela conduit à une dégradation de l'image (voir) et à des fluctuations de flux enregistrées à travers une certaine ouverture. Ce dernier effet est appelé scintillations. Il est très important pour les observations à l'œil nu. Pour les télescopes, la moyenne par grande ouverture réduit l'ampleur des scintillations. Néanmoins, c'est le principal facteur limitant pour la photométrie de haute précision dans les télescopes plus grands que ca. 2 m. Voir par exemple http://adsabs.harvard.edu/abs/2012MNRAS.426..647K

Quant à la spectroscopie, la turbulence atmosphérique n'affecte pas la longueur d'onde du rayonnement tant que dans les spectrographes modernes de haute précision (par exemple HARPS) la détection réelle a lieu sous vide.

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