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Formelsammlung Exoplaneten

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Nachfolgend werden alle Formeln aufgelistet die für unsere Analyse des Transits von Interesse sind. Für viele Formeln sind außerdem interaktive Animationen und Herleitungen angegeben. Wer im Internet andere Formeln findet, darf daraus nicht schließen, das unsere oder deren damit automatisch Falsch sind, denn Formeln haben natürlich einen Kontext auf denen sie bezogen werden (z.B. bestimmte Annahmen Kreisbahn versus Ellipse u.s.w.). Formeln beziehen sich damit immer auf Modelle, und je nach Komplexität des Modells können deshalb eine ganze Reihe unterschiedlicher Formeln für ein und demselben Sachverhalt auftauchen (Stichwort Näherungen).

Übersicht Tutorial: CAS-008: Exoplaneten

verwendete Abkürzungen

Kürzel	Bezeichung	Bedeutung	Englische Bezeichnung
$a$	Bahnradius (große Halbachse)
$b$	Impaktparameter
$i$	Inklination	Bahnneigung	Inclination
$F$	Flux	Abgestrahlte Energie pro Zeit und Fläche. Bezogen auf einen kleinen Wellenlängen (oder Frequenz) bereich	Flux
$R_p$	Radius des Exoplaneten	-	Radius Exoplanet
$R_*$	Sternradius	Radius des Sternes um den sich der Exoplanet bewegt	Hoststar Radius

Übersicht über wichtige Formeln

Bezeichnung	Formel	Bedeutung
Transitwahrscheinlichkeit	$p_{tra} = \frac{R_*}{a}$	Wichtiger (vereinfachter) Ausdruck für die Wahrscheinlichkeit $p_{tra}$ eines Transits.
Impaktparameter	$b = \frac{a\cdot cos(i)}{R_*}$	Projektion der Planetenbahn auf eine Ebene Sektrecht zum Beobachter. In diesem Sinne ist es der kürzester Abstand, den der Planet zum Zentrum des Sternes haben kann.
Transittiefe	$\frac{\Delta F}{F} = \frac{R_p^2}{R_*^2}$	Relative Transittiefe: Wichtige Experimentell zu bestimmende Größe.

Wahrscheinlichkeit eines Transits - probability of eclipses

$\begin{equation} p_{tra} = \frac{R_*}{a} \end{equation}$

Transitfiefe - transit depth

$\begin{equation} \frac{\Delta F}{F} = \frac{R_p^2}{R_*^2} \end{equation}$ $\begin{equation} \frac{\Delta F}{F} = \frac{F_s -F_sp}{F_s} = \frac{ F_S - (F_s-F_p)}{F_s} \end{equation}$

$F_s$ Intensität des Sterns
$F_sp$ Intensität des Sterns, während des Transits, dies ist $(F_s-F_p)$ .
Experimentell ermittelter Wert, durch Auswertung der Lichtkurve
Wenn $R_*$ bekannt, kann hieraus der Radius ( $R_p$ ) des Planeten berechnet werden!

$R_p = R_* \cdot \sqrt{ \frac{\Delta F}{F} }$

Impact Parameter

$\begin{equation} b = \frac{a\cdot cos(i)}{R_*} \end{equation}$

Transit Dauer (Transit Duration)

$2l = 2\sqrt{ (R_*+R_p)^2 - (bR_*)^2}$ $\begin{equation} a^2 + b^2 = c^2 \end{equation}$

Herleitung