Доплера метод: Как работает радиоизмеритель скорости - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

Доплеровское УЗИ

По книге “Ультразвуковая доплеровская диагностика в клинике” (под редакцией Ю.М.Никитина и А.И.Труханова)

Ультразвуковое исследование в современной клинике уже невозможно представить без использования различных методик ультразвукового сканирования. В клиниках используются как методики B-режима, так и методики цветного доплеровского сканирования и трехмерной реконструкции. Компьютерные технологии обогатили возможности ультразвукового исследования.

Доплеровское УЗИ (или Доплер) – неинвазивное исследование, которое может быть использовано для оценки кровотока и давления в сосудах за счет отражения ультразвуковых волн от красных кровяных клеток – эритроцитов.

Эффект Доплера – это изменение частоты волн, отражаемых от движущегося исследуемого объекта. Доплеровское УЗИ способно установить скорость кровотока в сосудах, измерением величины изменения частоты волн.

Доплеровское УЗИ с успехом вошло в современную клиническую практику, так как дало возможность отображать движение по сосуду форменных элементов крови (например, эритроцитов).

Суть метода состоит в определении скорости движения эритроцитов и определении направления этого движения. Эритроциты, направляющиеся к датчику, окрашиваются в красный цвет, а от датчика – в синий цвет.

При этом более светлые тона цвета указывают на более высокую скорость движения эритроцитов и обычно присутствуют в зонах выраженного стеноза, а также в центре ламинарного потока крови. Цвет сам по себе не может четко представлять артериальный или венозный кровоток, то есть красный сосуд не обязательно является артериальным сосудом. Но с помощью импульсного допплера или допплерографии, мы можем получить информацию в виде допплеровской кривой, которая уже несет информацию о характере сосуда.

Допплеровская кривая (допплерограмма) несет в себе информацию о типе сосуда – артерия или вена, о состоянии этого сосуда – систолическая и диастолическая скорость, индекс пульсации, индекс резистентности или индекс периферического сопротивления. Последний отражает информацию о состоянии кровенаполнения ткани и сосудов, расположенных дистальнее.

Основным недостатком метода Доплеровского УЗИ является то, что информация о потоке крови зависит от угла ультразвукового сканирования, а сосуды, располагающиеся перпендикулярно к датчику, вообще не получают своего отображения.

Кроме того, довольно часто при Доплеровском УЗИ возникают артефакты, которые путают цветовую картинку.

Но наиболее значимым ограничением следует считать невозможность при Доплеровском УЗИ получать изображения мелких сосудов, которые имеют очень малую скорость кровотока в них.

Доплеровское УЗИ может применяется при диагностике многих состояний, включая:

Сгустки крови – тромбы
Несостоятельность венозных клапанов в венах ног, что вызывает венозную недостаточность (появляются боли в голенях и отеки)
Дефекты сердечных клапанов и врожденные сердечные заболевания.
Окклюзия (закупорка) артерии
Сужение просвета артерий

Доплер так же помогает доктору оценить повреждение артерий или наблюдать реконструкцию артерий и шунтов.

Допплерографическое исследование

Применение в ультразвуковой диагностике аппаратуры, работа которой основана на эффекте Допплера, позволяет изучать состояние маточно-плацентарного, фетоплацентарного и плодового кровотока.

Допплерография представляет собой высокоинформативный, относительно простой и безопасный метод диагностики, который можно использовать для комплексного динамического наблюдения за состоянием кровообращения в системе мать – плацента – плод после 18 нед беременности, так как к этому времени завершается вторая волна инвазии цитотрофобласта.

С помощью этого обследования можно определить, нормальный ли кровоток, или имеется его нарушение от минимального до такого уровня, когда это экстренно угрожает жизни плода.

Наиболее часто при допплерографии оценивают соотношение между максимальной систолической скоростью кровотока (МССК), отражающей сократительную функцию сердца и эластичность стенок сосуда, и конечной диастолической скоростью кровотока (КДСК), которая зависит от степени сопротивления периферического сосудистого русла.

Кроме качественного анализа кровотока, возможно определение количественных показателей, таких как абсолютная скорость движения крови в сосуде или объемная скорость кровотока.

Основана допплерометрия при беременности на эффекте Доплера – свойстве ультразвуковой волны, отражаясь от движущихся тел, изменять частоту своих колебаний.В итоге датчик, который посылает один тип звуков, воспринимает их отраженными с другой частотой, это расшифровывается программой, и на экран поступает изображение в виде графика, серо-белой или цветной картинки.

Существует три режима исследования:

1. Непрерывный волновой: ультразвук посылается постоянным сигналом.
2. Импульсный режим УЗИ с доплером при беременности: волна посылается не постоянно, а циклами. В результате датчик улавливает отраженный ультразвук, посылает его на обработку, и в то же время «выдает» новую «порцию» сигналов.
3. Допплерография при беременности может проводиться также в режиме цветового картирования. В основе – тот же метод, только скорость кровотока в различных участках сосудов кодируется разным цветом. Эти оттенки накладываются на двухмерное изображение, которое можно увидеть и при обычном УЗИ. То есть, если на мониторе вы видите различные цвета, это вовсе не артерии (красные) и вены (синие), а сосуды с разной скоростью кровотока, который может быть направлен от датчика и к датчику.

В каких случаях исследуют

1. если на УЗИ видны петли пуповины недалеко от шеи плода;
2. для выявления патологии плаценты;
3. при мало- или многоводии;
4. по УЗИ есть подозрения на порок развития сердца или мозг;
5. по результатам наружного акушерского осмотра или по УЗИ плод меньше, чем должен быть в этом срок;
6. если у матери есть гестоз, сахарный диабет, аутоиммунные заболевания (например, красная волчанка, васкулит, тиреоидит Хашимото), болезни почек, гипертония;
7. два или больше плодов, особенно если они сильно отличаются по размерам;
8. «замершая» предыдущая беременность;
9. до этого был самопроизвольный выкидыш;
10. по УЗИ видны аномалии пуповины;
11. конфликт матери и плода по резус-фактору;
12. травма живота беременно;
13. плохие» результаты КТГ после 30 недели.

Время проведения исследования

Это исследование при беременности может проводиться тогда, когда полностью сформирована плацента, то есть к 16-18 неделе беременности. Именно в это время можно четко визуализировать маточно-плацентарный бассейн, имеющий низкое сопротивление сосудов. Раньше этого срока проводить доплер нет смысла. А лучше совместить УЗИ с доплером с обычным ультразвуковым обследованием, проводимом на 20-22 неделе.

Подготовка

К УЗИ доплера при беременности готовиться не нужно.

Можете поесть накануне, или прийти натощак – от этого качество результатов не зависит. Мочевой пузырь для исследования также наполнять не нужно.

Процедура выполнения

Женщина ложится на кушетку, на живот наносят немного специального геля для того, чтобы допплерометрия была проведена без ошибок, которые могут возникнуть, если между датчиком и кожей попадет воздух. Длительность доплер УЗИ при беременности – около 30 минут. Процедура проста и безболезненна для пациентки. Вагинальный датчик при этом не используют.

Допплер при беременности в Минске

Допплерометрия (синоним, допплерография) фето-плацентарного кровотока

– это исследование состояния кровотока в системе «мать-плацента-плод», которое проводят во время ультразвукового исследования при беременности.

Результаты допплерографии позволяют судить о состоянии маточно–плацентарно–плодового кровотока и косвенно свидетельствуют о внутриутробном состоянии ребенка.

Физический эффект, применяемый в современной медицине для измерения скорости кровотока, открыл в 1842 году Христиан Иоганн Доплер, профессор математики и геометрии. Широкое распространение допплерометрия в акшерстве получила с середины 80 годов 20 века. Наиболее часто применяемые доплеровские методики при сканировании во время беременности следующие: импульсный, цветной (цветовой), энергетический допплеры.

Импульсный допплер.

Сущность эффекта Доплера сводится к тому, что при отражении ультразвуковых волн от движущихся объектов (в нашем случае такими объектами являются кровяные клетки, движущиеся по сосудам) изменяются физические свойства волны. Разница между частотой отраженных и испускаемых ультразвуковых импульсов называется доплеровским сдвигом. Скорость кровотока рассчитывается по математической формуле на основании доплеровского сдвига и затем отмечается светящейся точкой на мониторе. Совокупность этих точек образует рисунок на экране ультразвукового аппарата, который называется кривой скорости кровотока. Кроме того, при проведении допплерометрии слышны звуковые сигналы, которые помогают врачу различать в нужном ли сосуде проводится измерение. Кривую скорости кровотока врач оценивает визуально, а так же, отмечая определенные участки, проводит расчет специальных индексов. Эти индексы называются индексами сосудистого сопротивления и характеризуют состояние кровотока в исследуемом сосуде. Вообще показателей, характеризующих кровоток в сосуде, может быть много, но наиболее популярными в акушерском ультразвуке индексами являются ИР (индекс резистентности), ПИ (пульсационный индекс) и СДО (систало-диастолическое отношение). Значения полученных индексов сопротивления сравниваются с нормативными и, исходя из этого формулируется заключение по состоянию кровотока в сосуде.

Цветной допплер.

Эта методика основана на применении того же частотного сдвига, только после преобразования сигналов на экране монитора появляется изображение сосудов, обычно красного и синего цвета. С помощью этой методики нельзя определить расчетные индексы, но можно охарактеризовать особенности кровотока в органе, проследить ход сосудов.

Часто цветной и импульсный допплер используются в комбинации – цветной для нахождения сосуда, импульсный для оценки скорости кровотока в нем.

При ультразвуковом исследовании во время беременности режим цветного допплера используется очень часто. Так такие опасные состояния как предлежание сосудов плаценты к шейке матки, истинный узел пуповины, многократное обвитие пуповины вокруг шеи плода, рак шейки матки можно диагностировать с помощью этой методики. Кроме этого, цветной допплер применяется при каждом исследовании сердца плода и помогает обнаружить пороки сердца.

Энергетический допплер.

Еще одна из методик оценки кровоснабжения изучаемого объекта. Изменение амплитудных характеристик волны преображается в аппарате и на мониторе видны сосуды обычно оранжевого цвета. Эта методика в акушерстве применяется не часто.

Показания для проведения допплерометрии.

Основными показаниями для оценки кровотока в системе мать-плацента-плод являются:

1.Заболевания матери:

гестоз, артериальная гипертензия,
заболевания почек,
коллагенозы,
антифосфолипидный синдром и другие аутоиммунные состояния
врожденные тромбофилии
сахарный диабет

2.Заболевания плода, плаценты, пуповины:

отставание в размерах
маловодие,многоводие
многоплодная беременность
нарушение созревания плаценты
неименная водянка, пороки развития плода, аномалии пуповины, хромосомные аномалии плода
патологические типы КТГ
пороки развития и подозрение на хромосомную патологию

3.Отягощённый акушерский анамнез (ЗВРП, гестоз, мертворождения при предыдущих беременностях).

Оценка кровотока в бассейне плаценты.

Оценка плацентарного кровотока включает в себя измерение индексов сопротивления в артерии пуповины и в обеих маточных артериях. Нарушение кровотока в пуповине свидетельствует о неполадках в плодовой части плаценты. Нарушение кровотока в маточных артериях говорит о сбое в работе маточной части плаценты. Необходимо знать, что нормальные показатели кровотока служат достаточно достоверным признаком нормального внутриутробного состояния плода, но полностью не исключают развития определенных осложнений; наличие нарушений кровотока в разных отделах маточно-плацентарно-плодовой системы требует строгого динамического контроля и лечения, в том числе в условиях стационара.

Оценка кровообращения плода.

Гемодинамика малыша обычно оценивается при исследовании кровотока в мозговых сосудах (средняя мозговая артерия), аорте, венозном протоке, сердце.

Классификация нарушений маточно-плацентаро-плодового кровотока.

Наиболее часто применяемая, простая и удобная классификация нарушений плацентарного кровотока изложена ниже.

1 степень

А.Нарушение маточно-плацентарного кровотока при сохранении плодово-плацентарного ( повышены индексы сопротивления в маточных артериях)

Б.Нарушение плодово-плацентарного кровотока при сохранении маточно-плацентарного (повышены индексы сопротивления в артерии пуповины)

2 степень

Одновременное нарушение маточно-плацентарного и плодово-плацентарного кровотока (повышены индексы сопротивления в артерии пуповиныи в маточных артериях)

3 степень

Критическое нарушение плодово-плацентарного кровотока (нарушение кровотока в пуповине) – отсутствует диастолический кровоток в артерии пуповины или даже появляется реверсный (обратный) кровоток.

Проведя оценку кровотока в сосудах плаценты и плода, врач делает соответствующие выводы и формулирует заключение. На основании этого заключения и результатах других методик обследования выбирается тактика ведения беременности.

Необходимо помнить:

* Допплерометрия – это дополнительная методика, которая применяется после проведения ультразвукового исследования.

* Показания к проведению допплерометрии определяет врач. Без показаний такое исследование проводить не стоит.

* Частоту проведения допплерометрии определяет врач. Иногда требуется ежедневный контроль за состоянием кровотока мать-плод

* Нормальные результаты при допплерометрии не отменяют результатов других исследований и не гарантируют отсутствие внутриутробного страдания плода.

Ультразвуковая доплерография сосудов шеи и головы (УЗИ Доплера)

Доплерография – ультразвуковое исследование, которое является основным средством обследования кровотока и кровеносных сосудов, ранней диагностики заболеваний артерий и вен, которые могут привести к инсульту, инфаркту или к легочной эмболии (внезапная закупорка лёгочной артерии). Такое обследование возможно благодаря ультразвуковому исследованию УЗИ, которое можно провести для головного мозга, использующему эффект Доплера.

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДОПЛЕРОГРАФИЯ СОСУДОВ ШЕИ И ГОЛОВЫ ДОСТУПНА В ФИЛИАЛАХ:

Ультразвуковая доплерография в Приморском районе

Адрес: г. Санкт-Петербург, Приморский район, ул. Репищева, 13

Ультразвуковая доплерография в Петроградском районе

Адрес: г. Санкт-Петербург, Петроградский район, ул. Ленина, 5

Ультразвуковая доплерография во Всеволожске

Адрес: г. Всеволожск, Октябрьский пр-т, 96 А

Суть этого эффекта заключается в изменении частоты и длины волн (сигналов) по сравнению с первоначальными значениями, регистрируемых приёмником при отражении сигналов от движущегося предмета. Это изменение частоты пропорционально скорости движения объектов исследования (если движение происходит в сторону датчика, то частота увеличивается, если от датчика – уменьшается).

Это обследование может проводиться во время УЗИ, так как современное ультразвуковое оборудование оснащено функцией доплерографа.

Ультразвуковая волна проходит через тело, отражается от объекта, который находится в движении (например, кровоток) и возвращается к датчику. Датчик, в свою очередь, соединен проводом с аппаратом УЗИ, который регистрирует изменения частоты ультразвуковых волн, отраженных от текущей крови и отображает их на мониторе.

Врач ультразвуковой диагностики, проводящий УЗИ сосудов шеи и головы, видит, где кровь течет медленнее, где быстрее, а где может возвращаться, так как есть нарушения и до конца не закрываются венозные клапаны.

Как правило, проведение УЗИ сонной и позвоночных артерий назначается в случае болей головы и головокружениях. УЗИ сосудов шеи является важным этапом при диагностике заболеваний кровеносных сосудов головного мозга и оценки факторов риска инсульта.

Кроме того, данный метод позволяет оценить состояние стенок сонных артерий (ширину и непрерывность), наличие атеросклеротических бляшек, их форму и состав, осуществлять контроль над артериальным кровотоком (измерение скорости потока в каждом отделе артерии позволяет судить о выраженности стенозов – сужении сонной артерии). Пациенты, с бессимптомным стенозом находятся в группе повышенного риска инсульта. Такие бессимптомные проявления можно лечить хирургическим способом, что значительно снижает риск инсульта в последующие годы.

Также доплерография используется для оценки кровоснабжения опухолей различных органов (большинство из них усиленно снабжается кровью).

Подготовка и проведение УЗИ с доплерографией

Данный вид обследования не требует специальной подготовки.

Для проведения доплерографии нет возрастных ограничений и его можно повторять несколько раз. Это неинвазивный и безболезненный метод, который не требует анестезии.

Пациент при обследовании лежит на кушетке. Врач наносит кожу специальный гиппоалергенный гель, который способствует проникновению ультразвуковых волн и улучшает скольжение датчика. После первоначальной оценки внешнего вида сосудов обследуемой области с помощью УЗИ, начинается доплеровская часть исследования кровотока.

Хотя УЗИ Доплера и похоже на обычное ультразвуковое обследование, оно дополнительно сопровождается звуковой эффектом – компьютерной обработкой звука течения крови, протекающей по сосудам. Для врача, изменения в этом шуме являются дополнительной информацией при обследовании.

Результаты обследования выдаются сразу. Врач описывает изменения, их расположение и внешний вид. В зависимости от типа устройства УЗИ, к расшифровке обследования могут быть прикреплены диаграммы или цветной рисунок.

В нашем медицинском центре для проведения доплерографии сосудов мы используем многофункциональный современный ультразвуковой диагностический сканер MyLab30, который позволяет проводить как классическое обследование УЗИ, так и УЗИ с доплерографией.

Показания к проведению доплерографии сосудов головного мозга

Доплерография сосудов шеи назначается, если пациент жалуется на:

Головные боли
Головокружение
Неврологические симптомы, указывающие на недостаточное кровоснабжение центральной нервной системы
Обмороки
Нарушение равновесия
Звон в ушах
Нарушения памяти
Инсульт
После травм шеи
Атеросклероз

В нашей клинике Вы можете сделать доплерографию сосудов головы и шеи (в СПб), а также пройти обследование у квалифицированных специалистов других направлений.

Получить подробную информацию о доплерографии в СПб, ценах на УЗИ сосудов головы и шеи и записаться на приём можно по телефону или форму обратной связи внизу страницы.

Диагностику проводят врачи:

Выберите филиал“Династия” на Новочеркасском пр-те, Красногвардейский район“Династия” на Ленина, Петроградский район“Династия” на Репищева, Приморский район“Династия” во ВсеволожскеВыездная служба

Стоимость услуг:

Наименование услуг	Цена в рублях
Наименование услуг	Санкт-Петербург	Всеволожск
Дуплексное сканирование брахиоцефальных сосудов шеи	1900	1650
Дуплексное сканирование сосудов головного мозга	1800	1800
Дуплексное сканирование сосудов головного мозга и шеи	2900	2400

Указанные на сайте цены не являются публичной офертой. Уточняйте стоимость у администраторов.

ЗАПИСЬ НА УЛЬТРАЗВУКОВУЮ ДОПЛЕРОГРАФИЮ СОСУДОВ ШЕИ И ГОЛОВЫ (УЗИ ДОПЛЕРА)

Ваша заявка отправлена

Менеджер свяжется с вами для утонения деталей

Мы ценим ваше обращение в наш медицинский центр “Династия”

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ КРОВИ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ ДОПЛЕРОВСКОЙ ФЛОУМЕТРИИ В КЛИНИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ | Лапитан

1. Wright CI, Kroner CI, Draijer R. Non-invasive methods and stimuli for evaluating the skin’s microcirculation. J Pharmacol Toxicol Methods. 2006;54(1):1–25. doi: 10.1016/j. vascn.2005.09.004.

2. Roustit M, Cracowski JL. Non-invasive assessment of skin microvascular function in humans: an insight into methods. Microcirculation. 2012;19(1):47–64. doi: 10.1111/j.1549- 8719.2011.00129.x.

3. Gurfinkel Yu. Computer capillaroscopy as a channel of local visualization, noninvasive diagnostics, and screening of substances in circulating blood. Proc. SPIE; 4241. Saratov Fall Meeting 2000: Optical Technologies in Biophysics and Medicine II (May 4, 2001). p. 467. doi: 10.1117/12.431560.

4. Allen J. Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement. Physiol Meas. 2007;28(3):R1–39.

5. Крупаткин АИ, Сидоров ВВ, ред. Лазерная доплеровская флоуметрия микроциркуляции крови. М.: Медицина; 2005. 125 с.

6. Рогаткин ДА. Физические основы оптической оксиметрии. Лекция. Медицинская физика. 2012;(2):97–114.

7. Иваницкий ГP, Хижняк ЕП, Деев АА. Биофизические основы медицинского тепловидения. Биофизика. 2012;57(1):130–9.

8. Бессонов АС, Колбас ЮЮ, Лапитан ДГ. Информационные технологии в разработке медицинского аппаратно-программного комплекса для функциональной диагностики системы микроциркуляции крови. Медицинская физика. 2011;(2):74–83.

9. Kimura Y, Goma M, Onoe A, Higurashi E, Sawada R. Integrated laser Doppler blood flowmeter designed to enable waferlevel packaging. IEEE Trans Biomed Eng. 2010;57(8):2026–33. doi: 10.1109/ TBME.2010.2043842.

10. Spigulis J, Erts R, Nikiforovs V, Kviesis-Kipge E. Wearable wireless photoplethysmography sensors. Proc. SPIE; 6991. Biophotonics: Photonic Solutions for Better Health Care (May 02, 2008). p. 69912O. doi: 10.1117/12.801966.

11. Bonner RF, Nossal R. Model for laser Doppler measurements of blood flow in tissue. Appl Opt. 1981;20(12):2097–107. doi: 10.1364/ AO.20.002097.

12. Крупаткин АИ, Сидоров ВВ. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: колебания, информация, нелинейность. Руководство для врачей. М.: ЛИБРОКОМ; 2013. 496 с.

13. Чуян ЕН, Трибрат НС, Раваева МЮ, Ананченко МН. Активные механизмы регуляции процессов микроциркуляции: влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения миллиметрового диапазона. Физика живого. 2008;16(1):82–90.

14. Swiontkowski MF. Laser Doppler Flowmetry – Development and Clinical Application. Iowa Orthop J. 1991;11:119–26.

15. Agarwal SC, Allen J, Murray A, Purcell IF. Comparative reproducibility of dermal microvascular blood flow changes in response to acetylcholine iontophoresis, hyperthermia and reactive hyperaemia. Physiol Meas. 2010;31(1):1–11. doi: 10.1088/0967- 3334/31/1/001.

16. Nilsson GE, Salerud EG, Stromberg NOT, Wardell K. Laser Doppler Perfusion Monitoring and Imaging. In: Vo-Dinh T, editor. Biomedical photonics handbook. Boca Raton, Florida: CRC Press; 2003. p. 15:1–24.

17. Рогаткин ДА, Лапитан ДГ, Колбас ЮЮ, Шумский ВИ. Индивидуальная вариабельность параметров микроциркуляции крови и проблемы функциональной диагностики системы микроциркуляции. Функциональная диагностика. 2012;(4):24–9.

18. Dunaev AV, Sidorov VV, Stewart NA, Sokolovski SG, Rafailov EU. Laser reflectance oximetry and Doppler flowmetry in assessment of complex physiological parameters of cutaneous blood microcirculation. Proc. SPIE; 8572. Advanced Biomedical and Clinical Diagnostic Systems XI (March 22, 2013). p. 857205. doi: 10.1117/12.2001797.

19. Сидоров ВВ, Ронкин МА, Максименко ИМ, Щербанина ВЮ, Уколов ИА. Физические основы метода лазерной допплеровской флоуметрии и его применение в неврологической практике. Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2003;(12):26–35.

20. Рогаткин ДА, Дунаев АВ, Лапаева ЛГ. Метро- логическое обеспечение методов и приборов неинвазивной медицинской спектрофотометрии. Медицинская техника. 2010;(2):30–7.

21. Rogatkin DA, Lapaeva LG, Bychenkov OA, Tereshchenko SG, Shumskii VI. Principal Sources of Errors in Noninvasive Medical Spectrophotometry. Part 1. Physicotechnical Sources and Factors of Errors. Measurement Techniques. 2013;56(2):201–10.

22. Rogatkin D, Shumskiy V, Tereshenko S, Polyakov P. Laser-based non-invasive spectrophotometry – an overview of possible medical applications. Photonics & Lasers in Medicine. 2013;2(3):225–40. doi: 10.1515/plm-2013- 0010.

23. Губа ГП. Неврологические симптомы, синдромы и функциональные пробы. Киев: Здоров’я; 1969. 300 с.

24. Глазков АА, Куликов ДА, Древаль АВ, Ковалева ЮА, Шумский ВИ, Рогаткин ДА. Разработка способа диагностики нарушений микроциркуляции крови у больных сахарным диабетом методом лазерной доплеровской флоуметрии. Альманах клинической медицины. 2014;31:7–10.

25. Лапитан ДГ, Рогаткин ДА, Свистушкин ВМ, Шевчик ЕА, Ратова АВ, Голубовский ГА. Медико-физические аспекты стимуляции микроциркуляции крови экзогенным NO при лечении заболеваний ЛОР-органов. Медицинская физика. 2012;(1):61–8.

26. Рогаткин ДА, Макаров ДС, Быченков ОА, Щербаков МИ. Тепловизионный контроль процессов нагрева и микроциркуляции крови при проведении низкоинтенсивных лазерных терапевтических процедур. Оптический журнал. 2011;78(10):38–45.

27. Рогаткин Д, Дунаев А. Стимуляция микро- циркуляции крови при низкоинтенсивной лазерной терапии. Часть 1. История вопроса и методы исследований. Врач. 2015;(7):18–23.

28. Рогаткин Д, Дунаев А. Стимуляция микро- циркуляции крови при низкоинтенсивной лазерной терапии. Часть 2. Результаты и об- суждение. Врач. 2015;(8):16–23.

29. Chung H, Dai T, Sharma SK, Huang YY, Carroll JD, Hamblin MR. The nuts and bolts of low-level laser (light) therapy. Ann Biomed Eng. 2012;40(2):516– 33. doi: 10.1007/s10439-011-0454-7.

30. Рогаткин ДА, Быченков ОА, Поляков ПЮ. Не- инвазивная медицинская спектрофотометрия в современной радиологии: вопросы точности и информативности результатов измерений. Альманах клинической медицины. 2008;17(1):83–7.

31. Franklin VL, Khan F, Kennedy G, Belch JJ, Greene SA. Intensive insulin therapy improves endothelial function and microvascular reactivity in young people with type 1 diabetes. Diabetologia. 2008;51(2):353–60.

Допплерография.

Что это такое и с какой целью назначается?

Допплерография как метод диагностики и дополняющее УЗИ исследование получила широкое распространение в Киеве не так уж давно. Но с каждым годом врачи разных профилей направляют своих пациентов на допплер-диагностику все чаще.

По сути, допплер (названый так, кстати, в честь своего изобретателя Кристиана Допплера) – это УЗИ, но с некоторыми усовершенствованиями. Основная цель ультразвукового исследования в данном случае – это скоростная оценка кровотока и расчет давления. Просчитать данные параметры становится возможным благодаря тому, что ультразвуковые волны имеют свойство отражаться от эритроцитов – красных клеток крови, что можно увидеть на экране монитора. Помимо этого, допплер позволяет выявить непроходимость сосудов, например, при тромбозе. Главное преимущество данного метода в сравнении с традиционной УЗД-диагностикой заключается в том, что допплер позволяет не только рассмотреть состояние сосудов, но и увидеть, как происходит в них движение эритроцитов.

Допплерография при мигренях

Наиболее часто допплер применяют для исследования магистральных сосудов головного мозга и сосудов шеи (сонных артерий, позвоночных артерий, яремных вен).

В данном случае оценка кровотока помогает назначить эффективное лечение при повышении внутричерепного давления, головных болях, обмороках и головокружениях. Кроме того, такой метод поможет установить причину многих опорно-двигательных нарушений.

Допплерография сосудов

Доплер-диагностика позволяет оценить состояние артерий и вен конечностей. Она проводится с целью ранней диагностики тромбоза, выявления атеросклеротических бляшек в сосудах.

Допплер при беременности

Такой метод позволяет эффективно оценить материнско-плодовый кровоток, что бывает особенно важно при внутриутробной задержке развития, проблемах с плацентой и подозрении на порок сердца.

Характеристики кровотока оцениваются исходя из интенсивности потоковой волны.

Эта процедура по ощущениям для женщин ничем не отличается от обычного УЗИ. Зато есть один ощутимый плюс, пациентка может слышать звуки из собственного живота, те, которые обычно слушает малыш внутри.

Показания для допплерографии при беременности

Если есть такая возможность, допплерографию в третьем триместре лучше пройти всем беременным женщинам. Но существуют и определенные показания для направления беременных на допплер. Это повышение артериального давления, диабет, гестоз, заболевания почек, анемия, подозрение на преэклампсию, различные наследственные факторы и так далее. Направляют на такое исследование также, чтобы исключить либо подтвердить гипоксию плода, а также с целью определения обвития пуповиной. Хотя само обвитие способно показать и обычное УЗИ. Но с помощью допплера можно не только увидеть, сколько раз пуповина обмоталась вокруг шеи плода, но и установить, насколько сильно она ее сдавливает, что особенно важно для определения тактики ведения родов. Направляются на допплерографию и женщины, носящие многоплодную беременность, а также те, у кого имеет место резус-конфликт.

Вы можете пройти УЗИ-диагностику в клинике Vitaline на Виноградаре, и по ее результатам врач определит, является ли необходимым еще и допплер-исследование.

Таким образом, допплерографии абсолютно не следует бояться.

Исследование безвредно и абсолютно безболезненно, а его результаты его очень показательны для врача в плане определения дальнейшей схемы ведения беременности.

10. Эффект Доплера; его применение для измерения скорости кровотока и в эхокардиографии.

Эффект Доплера, изменение частоты колебаний или длины волн, воспринимаемых наблюдателем (приёмником колебаний), вследствие движения источника волн и наблюдателя относительно друг друга. Основная причина — изменение числа волн, укладывающихся на пути распространения между источником и приёмником. При сохранении длины волн, испускаемых источником, это приводит к изменению числа волн, достигающих приёмника в каждую секунду, т. е. к изменению частоты принимаемых колебаний.

νприемн.=νист.*(1±Vприемн/Vист.)

Где vприемн – частота волн, воспринимаемых приемником, vист – частота волн, испускаемых источником, Vприемн – скорость движения приемника волн, Vист – скорость движения источника волн.

Математическое описание.

Если источник волн движется относительно среды, то расстояние между гребнями волн (длина волны) зависит от скорости и направления движения. Если источник движется по направлению к приёмнику, то есть догоняет испускаемую им волну, то длина волны уменьшается, если удаляется — длина волны увеличивается:

λ=(с-υ)/ ω₀

где ω₀ — частота, с которой источник испускает волны, с — скорость распространения волн в среде, υ — скорость источника волн относительно среды (положительная, если источник приближается к приёмнику и отрицательная, если удаляется).

Если источник волн движется относительно среды, то расстояние между гребнями волн зависит от скорости и направления движения. Если источник движется по направлению к приёмнику, то есть догоняет испускаемые им волны, то длина волны уменьшается. Если удаляется – длина волны увеличивается.

Сущность эффекта Доплера, применяемого в медицинской практике. К кровеносному сосуду прижимается источник и приемник УЗ волн. По достижении границы между 2 средами, характеризующимися различным акустическим сопротивлением, часть энергии переходит во вторую среду, а часть ее отражается от границы раздела сред.. Если объект движется с определенной скоростью по направлению к источнику ультразвуковых импульсов, то его отражающая поверхность соприкасается с ультразвуковыми импульсами чаще, чем при неподвижном положении объекта. В результате этого частота отраженных колебаний превышает частоту генерируемых ультразвуковых импульсов. Напротив, при движении отражающих поверхностей от источника излучения частота отраженных колебаний становится меньше испускаемых импульсов. Разница между частотой генерируемых и отраженных импульсов называется допплеровским сдвигом. Отражающей поверхностью в данном случае являются в основном эритроциты.

Эхокардиография, ультразвуковая кардиография, метод исследования сердца при помощи импульсного ультразвука. Основан на регистрации ультразвуковых волн, отражённых на границе структур сердца, имеющих различную плотность. В нормальных условиях последовательно записываются кривые отражения от стенок аорты и левого предсердия, передней и задней створок митрального клапана, межжелудочковой перегородки, задней стенки левого желудочка. Эхокардиография применяется в диагностике приобретённых и некоторых врождённых пороков сердца.

Внесолнечных планет

РЕЗЮМЕ: внесолнечная планета или экзопланета – это планета за пределами нашей солнечной системы, которая вращается вокруг звезды, отличной от нашего Солнца.

Методы обнаружения

Швейцарские астрономы Майкл Майор и Дидье Келоз открыли первую экзопланету в 1995 году. С тех пор количество проверенных экзопланет превысило 200. Ученые используют несколько различных методов, пытаясь обнаружить внесолнечные планеты.

Методы обнаружения:

Прямые доказательства:
- Снимки планеты
- Спектры планеты
Косвенные доказательства:
- Допплеровская техника
- Транзиты

Прямые свидетельства существования экзопланет получить очень сложно.Подумайте о фотографиях Плутона, сделанных с Земли. Лучшие изображения, которые у нас есть, показывают Плутон в виде очень маленькой круглой капли. Трудно сделать качественный снимок того, что находится так далеко. Плутон вращается по орбите примерно в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля. Это довольно далеко. А теперь подумайте о планете, которая находится в 4 миллиона раз дальше от нашего Солнца, чем мы. Вы можете себе представить, как тяжело нам сфотографировать что-то такое далекое. Они не только очень далеки, но и планеты действительно тусклые по сравнению с их родительскими звездами, поэтому их действительно трудно увидеть. Косвенные наблюдения (такие как метод Доплера, транзиты и затмения) гораздо чаще используются при поиске экзопланет.

Эффект Доплера на звезде
(нажмите, чтобы увеличить)

Метод Доплера – хороший метод для открытия экзопланет. Он использует эффект Доплера для анализа движения и свойств звезды и планеты. И планета, и звезда вращаются вокруг общего центра масс. Это означает, что звезда и планета гравитационно притягиваются друг к другу, заставляя их вращаться вокруг точки массы, расположенной в центре обоих тел.Это похоже на попытку уравновесить большого ребенка и маленького ребенка на качелях. Если качели подвешены в центре, старший ребенок будет на земле, но если вы переместите более крупного ребенка очень близко к центру, оба ребенка будут в идеальном равновесии. Если бы мы могли вращать детей друг вокруг друга, и большой ребенок, и маленький ребенок вращались вокруг общего центра масс.

ПОКАЖИТЕ МАТЕМАТИЮ:
ЭФФЕКТ ДОПЛЕРА

В нашей солнечной системе все тела вращаются вокруг общего центра масс, включая Солнце, но Солнце настолько велико по сравнению с планетами, что центр масс на самом деле находится внутри Солнца! Из-за этого кажется, что Солнце качается взад и вперед, а спектр Солнца также смещается вперед и назад. Мы ищем этот спектральный сдвиг у других звезд, чтобы определить, есть ли одна или несколько планет, вращающихся вокруг этой звезды. Когда звезда движется к нам, излучаемый свет имеет более короткую длину волны, поэтому мы говорим, что ее спектр смещен в синий цвет. Когда он удаляется от нас, свет имеет более длинную волну, поэтому мы говорим, что его спектр смещен в красную сторону. Хотя метод Доплера наиболее широко используется для обнаружения внесолнечных планет, он лучше всего подходит для поиска очень массивных планет, вращающихся вокруг своей родительской звезды.Это связано с тем, что родительская звезда будет больше покачиваться рядом с большой планетой, создавая тем самым больший и более легко обнаруживаемый спектральный сдвиг. Большинство планет, обнаруженных вокруг других звезд, были очень массивными и вращались очень близко к своей родительской звезде.

Другой инструмент косвенного наблюдения называется транзитом. Это когда планета пересекает свою родительскую звезду, временно уменьшая яркость звезды на небольшую величину. Этот метод позволяет ученым рассчитать плотность и размер планеты относительно размера звезды.

Хотя эти методы дают нам представление о размерах, расстоянии и периоде обращения планет, они не могут дать нам никакой конкретной информации о планете. Прямое наблюдение – лучший инструмент, чем косвенное, но поскольку эти планеты находятся так далеко и по существу скрыты от глаз из-за того, насколько они маленькие и тусклые по сравнению с их родительскими звездами, прямое наблюдение часто невозможно.

Общие свойства известных экзопланет

Некоторые характеристики характерны для большинства известных экзопланет, а также для звезд, вокруг которых они вращаются.Большинство звезд, на которых расположены планеты, являются звездами главной последовательности, сходными по спектральному классу с нашим Солнцем. Большинство известных экзопланет довольно массивны. Это не означает, что экзопланет размером с Землю не существует – помните, наши методы обнаружения позволяют находить массивные планеты, вращающиеся вблизи звезд. Некоторые даже вращаются по орбите более близко, чем Меркурий вращается вокруг Солнца. В отличие от почти круговых орбит планет в нашей солнечной системе, большинство экзопланет имеют в основном эксцентрические орбиты. Большинство известных экзопланет газообразны, как и планеты-гиганты в нашей солнечной системе, хотя некоторые из найденных экзопланет меньшего размера имеют признаки более скалистого земного состава.

ПОКАЖИТЕ МАТЕМАТИЮ:
ПОИСК МАССЫ
ВНЕЗАПНЫХ ПЛАНЕТ

Сравнение экзопланет с планетами в нашей Солнечной системе

Ученые обнаружили, что большинство известных экзопланет имеют много общего с планетами-гигантами в нашей солнечной системе, например размер, плотность и состав. Экзопланеты, вероятно, состоят из водорода и гелия. Поскольку эти планеты вращаются близко к своим звездам, их температуры, вероятно, намного выше, чем температуры на планетах-гигантах.Если Юпитер вращается так же близко, как некоторые из этих экзопланет, теоретически он должен быть больше по радиусу, потому что газ Юпитера будет нагреваться и расширяться. Подтверждая это, мы наблюдали планету вокруг звезды HD 209458, которая выглядит как надутый Юпитер. Ученые окрестили эти газообразные планеты на близкой орбите « горячих юпитеров ». У горячих юпитеров, вероятно, есть облачные слои, но такие высокие температуры будут означать, что различные элементы могут конденсироваться. Было бы слишком жарко для конденсации аммиака, метана и воды, как в атмосфере Юпитера.Эти высокие температуры могут даже позволить создавать облака из материалов, которые мы обычно считаем твердыми телами на Земле (например, некоторых металлов).

Сравнение Юпитера и «горячего Юпитера»
(нажмите, чтобы увеличить)

После обвала открытий экзопланет в последнее десятилетие ученые начали подвергать сомнению имеющиеся у нас теории о формировании нашей собственной солнечной системы. Почему планеты в нашей солнечной системе имеют такие отличные характеристики от внесолнечных планет, которые мы обнаружили? Теория туманности утверждает, что внутренние планеты скалистые, потому что горные породы и металлы конденсируются при высоких температурах, а внешние планеты в основном газообразны, потому что соединения водорода конденсируются при более низких температурах, а значит, дальше от Солнца. Горячие Юпитеры, как и многие известные экзопланеты, не должны существовать так близко к своим звездам согласно нашей модели образования, так как же они образовались? Хотя это точно не известно, одна из возможностей состоит в том, что эти горячие юпитеры образовались дальше от своей родительской звезды и мигрировали внутрь на меньшую, более эксцентричную орбиту.

Знание других планетных систем, безусловно, вносит сбой в нашу теорию образования, но это не обязательно означает, что это неверно. Наша теория работает на нас, но это всего лишь теория.Это очень специфично для того, что мы обнаружили за столетия исследований, и столетия исследований, несомненно, изменят то, как мы воспринимаем наш мир и Вселенную.

Миссия Кеплера *

Изображение Млечного Пути в районе Лебедя
(нажмите, чтобы увеличить)

Большинство внесолнечных планет, обнаруженных на данный момент, являются газовыми гигантами, как и внешние планеты в нашей солнечной системе. Ученые уверены, что жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, не могла существовать на внешних планетах нашей Солнечной системы.Теперь задача состоит в том, чтобы найти экзопланеты земного типа, способные поддерживать жизнь. Запланированная на 2009 год миссия «Кеплер» предназначена для поиска в нашем регионе Млечного Пути меньших экзопланет размером с Землю в обитаемой зоне их родительской звезды или рядом с ней. Кеплер будет смотреть на одну часть неба в районе Лебедя вдоль рукава Ориона на протяжении всей своей миссии в надежде обнаружить еще сотни экзопланет.

Есть определенные условия, необходимые для того, чтобы планета стала пригодной для жизни, и есть несколько ключевых факторов, которые влияют на эти условия.Размер и температура звезды, а также орбита планеты во многом определяют условия наличия жидкой воды на поверхности. Планеты, расположенные слишком близко к звезде, настолько горячие, что любая вода на поверхности выкипит, а планеты, расположенные слишком далеко от звезды, настолько холодны, что любая жидкая вода замерзает. Размер и масса планеты определяют, сможет ли она выдержать атмосферу. Меньшие планеты могут быть недостаточно массивными, чтобы иметь поверхностную гравитацию, необходимую для сохранения атмосферы. Другие факторы, такие как состав атмосферы, будут влиять на температуру планеты и тип защиты от различных форм вредного излучения.

Изображение фотометра Kepler
и космического корабля.
(нажмите для увеличения)

Чтобы найти планеты, Кеплер будет использовать метод обнаружения, известный как транзит. Транзит – это событие, при котором планета проходит перед звездой, если смотреть с Земли. По сравнению с более крупной планетой, транзиты планет земного типа вызывают небольшое изменение яркости звезды. Это изменение яркости длится всего несколько часов, в зависимости от расстояния между планетой и звездой.Мы знаем, что планета вызывает изменение яркости, если изменение носит периодический характер, что означает, что это происходит снова и снова в один и тот же период времени.

Основным инструментом Кеплера является телескоп, называемый фотометром, или экспонометром, с очень большим полем зрения. Он будет смотреть на одно и то же звездное поле на протяжении всей миссии и постоянно и одновременно контролировать яркость более 100 000 звезд. Если планеты размером с Землю встречаются часто, Кеплер должен обнаружить их сотни.

Хотите узнать больше о миссии Кеплера? Вы можете узнать больше о миссии Кеплера на официальной домашней странице.

* Текст миссии Кеплера любезно предоставлен НАСА. ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

Ссылки на списки известных внесолнечных планет:
Astrobiology Web
California & Carnegie Planet Search
Архив Джонстона: внесолнечные планеты и коричневые карлики

Вернуться наверх

Что такое метод радиальной скорости?

Добро пожаловать в нашу серию статей о методах охоты на экзопланеты! Сегодня мы рассмотрим еще один широко используемый и популярный метод обнаружения экзопланет, известный как радиальная скорость (также известная как «Радиальная скорость»).Доплеровская спектроскопия) Метод.

Охота за внесолнечными планетами в последнее десятилетие явно активизировалась! Благодаря усовершенствованиям, внесенным в инструментарий и методологию, количество обнаруженных экзопланет (по состоянию на 1 декабря 2017 года) достигло 3710 планет в 2780 звездных системах, при этом 621 система может похвастаться несколькими планетами. К сожалению, из-за ограничений, с которыми вынуждены бороться астрономы, подавляющее большинство из них было обнаружено с использованием косвенных методов.

Когда дело доходит до этих косвенных методов, одним из самых популярных и эффективных является метод радиальной скорости, также известный как доплеровская спектроскопия.Этот метод основан на наблюдении за спектрами звезд на предмет признаков «колебания», когда обнаруживается, что звезда движется к Земле и от нее. Это движение вызвано присутствием планет, которые оказывают гравитационное влияние на свое соответствующее Солнце.

Описание:

По сути, метод радиальной скорости заключается не в поиске признаков самих планет, а в наблюдении за звездой на предмет признаков движения. Это выводится с помощью спектрометра для измерения того, как смещаются спектральные линии звезды из-за эффекта Доплера – i.е. как свет от звезды смещается в сторону красного или синего конца спектра (красное смещение / синее смещение).

Диаграмма, подробно описывающая метод радиальной скорости (также известный как доплеровский сдвиг). Предоставлено: Обсерватория Лас-Кумбрес,

. Эти сдвиги указывают на то, что звезда движется от (красное смещение) или к (голубое смещение) Земли. По скорости звезды астрономы могут определить присутствие планеты или системы планет. Скорость, с которой звезда движется вокруг своего центра масс, которая намного меньше, чем у планеты, тем не менее, может быть измерена с помощью современных спектрометров.

До 2012 года этот метод был наиболее эффективным средством обнаружения экзопланет, но с тех пор его заменила транзитная фотометрия. Тем не менее, он остается высокоэффективным методом, и на него часто полагаются в сочетании с методом транзита для подтверждения существования экзопланет и установления ограничений на их размер и массу.

Преимущества:

Метод радиальной скорости был первым успешным средством обнаружения экзопланет и имел высокий уровень успешности для идентификации экзопланет как в близлежащих (Проксима b и семь планет TRAPPIST-1), так и в далеких звездных системах (COROT-7c).Одним из основных преимуществ является то, что он позволяет напрямую измерять эксцентриситет орбиты планеты.

Сигнал радиальной скорости не зависит от расстояния, но требует высокого отношения сигнал / шум для достижения высокой степени точности. Таким образом, он обычно используется для поиска маломассивных планет вокруг звезд, которые находятся в пределах 160 световых лет от Земли, но все же могут обнаруживать газовых гигантов на расстоянии до нескольких тысяч световых лет.

Метод лучевых скоростей позволяет обнаруживать планеты вокруг звезд с малой массой, таких как звезды M-типа (красные карлики).Это связано с тем, что звезды с низкой массой больше подвержены гравитационному притяжению планет, и потому, что такие звезды обычно вращаются медленнее (что приводит к более четким спектральным линиям). Это делает метод радиальной скорости очень полезным по двум причинам.

Например, звезды M-типа являются наиболее распространенными во Вселенной, на их долю приходится 70% звезд в спиральных галактиках и 90% звезд в эллиптических галактиках. Во-вторых, недавние исследования показали, что маломассивные звезды M-типа являются наиболее вероятным местом для поиска земных (т.е. скалистые) планеты. Таким образом, метод радиальной скорости хорошо подходит для изучения планет земного типа, которые вращаются вокруг красных карликовых солнц (в пределах их соответствующих обитаемых зон).

Еще одним важным преимуществом является то, что метод радиальной скорости может точно определять массу планеты. Хотя лучевая скорость звезды может дать только оценки минимальной массы планеты, отличие собственных спектральных линий планеты от спектральных линий звезды может дать измерения лучевой скорости планеты.

Это позволяет астрономам определять наклон орбиты планеты, что позволяет измерять фактическую массу планеты. Этот метод также исключает ложные срабатывания и предоставляет данные о составе планеты. Основная проблема заключается в том, что такое обнаружение возможно только в том случае, если планета вращается вокруг относительно яркой звезды и если планета отражает или излучает много света.

Количество открытий внесолнечных планет за год до сентября 2014 года, с указанием цвета, обозначающего метод обнаружения: лучевая скорость (синий), прохождение (зеленый), время (желтый), прямая съемка (красный), микролинзирование (оранжевый).Предоставлено: общественное достояние

По состоянию на декабрь 2017 года 662 всех открытия экзопланет (как кандидатов, так и тех, которые были подтверждены) были обнаружены только с использованием метода радиальной скорости – почти 30% от общего числа.

Недостатки:

При этом метод радиальной скорости также имеет ряд заметных недостатков. Во-первых, невозможно наблюдать сотни или даже тысячи звезд одновременно с помощью одного телескопа – как это делается с транзитной фотометрией. Кроме того, иногда доплеровская спектрография может давать ложные сигналы, особенно в системах с несколькими планетами и звездами.

Это часто происходит из-за наличия магнитных полей и определенных типов звездной активности, но также может возникать из-за отсутствия достаточных данных, поскольку звезды обычно не наблюдаются постоянно. Однако эти ограничения могут быть смягчены путем сочетания измерений лучевой скорости с другим методом, наиболее популярным и эффективным из которых является транзитная фотометрия.

Хотя различение спектральных линий звезды и планеты может позволить лучше ограничить массу планеты, обычно это возможно только в том случае, если планета вращается вокруг относительно яркой звезды и планета отражает или излучает много света. .Кроме того, планеты с сильно наклоненными орбитами (относительно луча зрения наблюдателя) создают меньшие видимые колебания, и поэтому их труднее обнаружить.

В конце концов, метод радиальной скорости наиболее эффективен в сочетании с транзитной фотометрией, особенно для подтверждения обнаружений, сделанных с помощью последнего метода. Когда оба метода используются в комбинации, можно не только подтвердить существование планеты, но и сделать точные оценки ее радиуса и истинной массы.

Примеры исследований радиальной скорости:

обсерваторий, которые используют метод радиальной скорости, включают обсерваторию Ла Силья Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили. Этот объект проводит исследования по поиску экзопланет с помощью своего 3,6-метрового телескопа, который оснащен спектрометром высокоточного поисковика радиальной скорости (HARPS). В обсерватории Кек в Мауна-Кей, Гавайи, есть также телескопы, в которых используется спектрометр высокого разрешения Echelle Spectrometer (HIRES).

Есть также обсерватория Верхнего Прованса на юге Франции, которая использовала спектрограф ELODIE для обнаружения 51 Pegasi b – первого «горячего Юпитера», вращающегося вокруг звезды главной последовательности – в 1995 году. спектрограф SOPHIE.

Ожидается, что исследования по поиску экзопланет, основанные на методе радиальной скорости, значительно выиграют от развертывания космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), которое запланировано на 2019 год. набор инфракрасных инструментов для определения присутствия кандидатов в экзопланеты.Некоторые из них будут затем подтверждены с помощью спутника для исследования транзитных экзопланет (TESS), который будет развернут в 2018 году.

Благодаря усовершенствованию технологии и методологии открытие экзопланет в последние годы стремительно растет. После подтверждения тысяч экзопланет акцент постепенно сместился в сторону характеристики этих планет, чтобы больше узнать об их атмосфере и условиях на их поверхности. В ближайшие десятилетия, отчасти благодаря развертыванию новых миссий, ожидается, что будут сделаны некоторые очень важные открытия!

У нас в Universe Today есть много интересных статей об охоте за экзопланетами.Вот что такое дополнительные солнечные планеты ?, Что такое метод транзита?, Что такое метод прямого изображения? Что такое метод гравитационного микролинзирования? И Вселенная Кеплера: в нашей Галактике планет больше, чем звезд.

Astronomy Cast также имеет несколько интересных эпизодов на эту тему. Вот серия 366: спектрограф HARPS.

Для получения дополнительной информации не забудьте посетить страницу НАСА об исследовании экзопланет, страницу планетарного общества о внесолнечных планетах и архив экзопланет НАСА / Калифорнийского технологического института.

Источники:

Как это:

Нравится Загрузка …

Экзопланеты

Астрономия 1101 — Планеты в Космос

Ключевые идеи:

Ищите планеты вокруг других звезд.

Текущие методы поиска:

Прямая визуализация
Метод доплеровского колебания (радиальной скорости) с использованием эффекта Доплера на орбитах.
Метод планетарного транзита
Метод гравитационного микролинзирования

Внесолнечные планетные системы:

Многие планеты размером с Юпитер находятся рядом со своими родительскими звездами.

Одиноки ли мы во Вселенной?

Вопрос о существовании других планет за пределами Солнечной системы, старый.

Существуют ли солнечные системы вокруг других звезд?
Такие солнечные системы похожи на нашу или разные?
Есть ли какие-нибудь планеты, подобные Земле?
Возникла ли жизнь на других планетах?
На других планетах возникло разумных жизней, ?

Поиски внесолнечных планет

Есть две основные стратегии поиска:

Прямое обнаружение

Сфотографируйте планеты, вращающиеся вокруг других звезд.
Наблюдать за прохождением планет по дискам их родителей. звезды, что вызывает характерное падение яркости.

Гравитационное обнаружение

Орбитальные движения (“колебания”) звезды из-за гравитации планеты.
Гравитационное микролинзирование фоновой звезды планетой.

Шатающиеся звезды

Вспомните форму Ньютона Первый закон движения планет Кеплера:

Планеты вращаются по эллипсам с центром масс в одном фокусе.
Звезда также вращается вокруг центра планеты-звезды. массы, но гораздо ближе к центру масс на медленнее орбитальной скорости из-за его большая масса.

Если смотреть издалека, звезда будет казаться колебанием о центр масс системы звезда-планета. Другой способ – использовать доплеровский Эффект для обнаружения орбитальных движений колеблющейся звезды.

Спектральные линии поглощения звезды смещаются в сторону синего когда колебание перемещает звезду в сторону Земли.
Спектр звезды смещается в сторону красного , когда колебание перемещает звезду от Земли на °.

Измерение орбитальных движений дает оценку невидимого масса планеты через ньютоновскую форма третьего закона движения планет Кеплера.

Измерения радиальной скорости

Большая масса звезды приближает ее к центру масс. системы звезда-планета, и, таким образом, она имеет очень медленное орбитальная скорость.

Пример : Орбитальные скорости Солнца и Юпитера

Юпитер: 13 км / сек на расстоянии 5,2 а.е. от центра города
Солнце: 13 м / сек при 0.0052 AU от C-of-M

Задача состоит в том, чтобы измерить доплеровские сдвиги линий с помощью чрезвычайно высокая точность.

Текущее состояние – 3 метра / сек.
Новые технологии позволяют достичь <1 метр / сек!

Чтобы передать некоторое представление о масштабе проблемы, большинство людей могут пройтись по скорость около 1 метра / сек, в то время как автомобиль, движущийся на скорости 65 миль в час, движется со скоростью скорость 29 метров / сек.

Наблюдаемая длина волны изменится, когда источник волны и наблюдатель движутся либо навстречу друг другу, либо от них.

Примеры:

Звуковые волны (сирена или гудок)
Световые волны

Величина сдвига и его знак зависят от

относительная скорость источника и наблюдателя
направление движения (вместе или по отдельности)

Эффект Доплера в звуке

Две кошки сидят между заводной игрушкой-мышкой, которая излучает электронный писк. Мышь движется влево к первому коту и от второго:

(Графика Р.Погге) Мышь издала писк, когда находилась на месте каждого из зеленые точки. Звуковая волна («писк!») Сферически движется наружу от каждая точка выброса. Поскольку мышь движется, звуковые волны имеют разные эмиссионные центры. Эти волны опережают его движение (влево) сжаты вместе, а те, что сзади – разложить.

Полученные результаты:

Кот слева слышит высокий писк, потому что волны имеют более короткую длину волны (сжимаются движением мыши).
Кот справа слышит тихий писк, потому что волны имеют более длинную волну (распространяются движением мыши).

Эффект Доплера в свете

Эффект Доплера в свете работает так же, как и в звуке:

Источник света, перемещающийся на от наблюдателя, наблюдаемая длина волны станет на длиннее , и, следовательно, КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ
Источник света движется на в направлении наблюдателя, наблюдаемое длина волны станет на короче и, следовательно, BLUESHIFTED

Способ измерения скорости

Соблюдайте длину волны л _набс из а источник света с известной длиной волны излучения l _{высотой}.

Разница между наблюдаемой и испускаемой длинами волн равна прямо пропорциональна скорости источника по направлению к или от you ( v ), заданный формулой Доплера :

(Графика Р. Погге)

Здесь c – скорость света.

Размер сдвига дает скорость источника
Цвет сдвига (красный или синий) указывает направление движения (в сторону или к вам).

Эффект Доплера на практике

Эффект Доплера в свете используется астрономами для измерения скорости объектов, движущихся к Земле или от Земли.

Но мы также используем эффект Доплера в освещении в повседневной жизни. Некоторый Примеры:

Дорожные радары:: Радар отражает импульс микроволн (или инфракрасного лазерного излучения) известной длины волны от автомобиля или грузовика, измерьте длину волны отражение назад. Доплеровский сдвиг дает скорость автомобиля.Большинство транспортных радаров в этом примере относятся к типу портативных микроволновых доплеровских радаров. Проблема микроволн заключается в том, что их избыточное излучение может быть обнаружено небольшими приемниками, установленными в автомобилях, и использовано для предупреждения водителей о том, что на дороге используется радар. В некоторых типах полицейских «радаров» не используются микроволны, а используются методы лазерной локации, называемые LIDAR. Это работает скорее за счет времени пролета, чем за счет эффекта Доплера.

звезд, меняющих цвет: радиальная скорость… | Планетарное общество

Недостатки

Принципиальной особенностью метода лучевых скоростей является то, что он не может точно определить массу далекой планеты, а дает только оценку ее минимальной массы. Это серьезная проблема для охотников за планетами, потому что масса – главный критерий различия между планетами и маленькими звездами.Некоторые астрономы считают, что по крайней мере некоторые из «планет», обнаруженных методом лучевых скоростей, вовсе не планеты, а звезды очень малой массы.

Источником этой проблемы с лучевой скоростью является то, что этот метод может обнаруживать только движение звезды к Земле или от нее. Это не проблема, если плоскость орбиты далекой планетной системы выглядит с ребра при наблюдении с Земли. В этом случае все движение звезды будет направлено к Земле или от нее и может быть обнаружено с помощью чувствительного спектрографа.Масса планеты, полученная в результате этого движения, в этом случае будет полностью точной.

Если, однако, плоскость орбиты планеты обращена лицом к лицу при наблюдении с Земли, все колебание звезды будет перпендикулярно линии зрения наблюдателя. Хотя звезда может значительно перемещаться в плоскости орбиты, никакая часть ее движения не будет направлена к Земле или от нее. Никакого сдвига спектра не будет обнаружено, и привязанный к Земле наблюдатель останется в неведении о присутствии планеты, вращающейся вокруг звезды.

В большинстве случаев плоскость орбиты далекой планеты не бывает ни с ребра, ни лицом к лицу при наблюдении с Земли. Чаще всего плоскость орбиты наклонена под неизвестным углом к лучу зрения. Это означает, что спектрограф будет обнаруживать не полное движение звезды, а только ту составляющую ее колебания, которая перемещает ее к Земле или от нее. Масса предполагаемой планеты прямо пропорциональна действительному колебанию звезды. Если будет обнаружена только часть этого колебания, то измеренная масса будет ниже истинной и даст только минимальное значение массы планеты.

Обнаруживаемая часть массы далекой планеты определяется плоскостью ее орбиты при наблюдении с Земли. Если угол наклона от положения лицом к лицу равен i , то компонент, который находится на одной линии с Землей, определяется как sin ( i ), число, которое равно нулю, если плоскость орбиты обращена лицом к Земле. нас, или один, если он с ребром. Следовательно, масса планеты, измеренная с Земли, определяется как фактическая масса планеты, умноженная на sin ( i ). Если i большой, т.е.е. система близка к положению с ребра, то расчетная масса близка к истинной. Но если и мала, и система фактически находится близко к положению лицом к лицу, то истинная масса «планеты» намного больше, чем оценка.

Лишь изредка астрономы знают истинный угол наклона планетной системы. Это оставляет открытой возможность того, что по крайней мере некоторые из обнаруженных объектов слишком массивны, чтобы быть настоящими планетами.

Еще один недостаток метода лучевых скоростей заключается в том, что он наиболее вероятно обнаружит типы планет, которые с наименьшей вероятностью могут быть хозяевами жизни.Вначале большинство планет, обнаруженных с помощью спектроскопии, относились к типу, известному среди ученых как горячие юпитеры. Это планеты-гиганты, состоящие в основном из газа, похожие на нашего соседа Юпитера, но вращающиеся с головокружительной скоростью на очень коротком расстоянии от своей звезды. Их размер, короткие периоды и непосредственная близость к своей звезде гарантируют, что они производят быстрые и относительно большие звездные колебания, которые легче всего обнаружить с помощью спектроскопии. Более холодные планеты, вращающиеся дальше по орбите, вызывают более умеренные колебания в своей домашней звезде, и на то, чтобы завершить каждую орбиту, уходят годы, что затрудняет их обнаружение с помощью спектроскопии.

Но хотя горячие юпитеры относительно легко найти с помощью метода лучевых скоростей, они вряд ли являются домом для какой-либо формы жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Хуже того, их присутствие в центре планетной системы снижает вероятность того, что больше планет земного типа выжило в их окрестностях. Другими словами, в то время как открытия, сделанные с помощью спектроскопии, установили присутствие и преобладание планет за пределами нашей Солнечной системы, большинство систем, обнаруженных этим методом, очень маловероятно, где обитает жизнь.

Наконец, есть практическое ограничение чувствительности метода лучевых скоростей: звездная активность. Звезды не лишены черт; у них есть более яркие (более горячие, следовательно, более синие) и более тусклые (более холодные, следовательно, более красные) участки. По мере вращения звезды эти пятна появляются и исчезают из поля зрения. Эти вариации цвета звезды могут быть похожи на сигналы лучевых скоростей от небольших близких планет. Наша собственная звезда, Солнце, является относительно спокойной звездой по большинству стандартов, но ее разброс лучевых скоростей из-за пятен составляет около 50 сантиметров в секунду, что в 5 раз больше, чем сигнал, ожидаемый от земного аналога.Лучшее понимание звездной активности будет необходимо для улучшения обнаружения малых планет с земли с использованием метода лучевых скоростей.

Эта страница была первоначально написана в 2002 году штатными авторами для The Planetary Society. Последний раз Общество пересматривало и обновляло его в феврале 2020 года и благодарит Эмили Сэндфорд за полезные комментарии.

Возрождение метода Доплера для исследования экзопланет

Земные миры являются естественным результатом процесса формирования планет.Этот результат, который теперь надежен благодаря измерениям космической миссии НАСА Кеплер, является одним из многих, которые мы можем приписать методу транзита, который основан на небольшом ослаблении света, вызванном транзитом экзопланеты по диску своей родительской звезды. Мы также теперь знаем, что: частота каменистых планет, расположенных в обитаемой зоне или вблизи нее, составляет несколько десятков процентов; ¹ Звезды M-типа имеют склонность образовывать земные миры; ² и многопланетных систем в изобилии.³ Однако самые ранние результаты по экзопланетам были получены с использованием метода доплеровской лучевой скорости (RV), который основан на наземных наблюдениях для обнаружения движения звезды из-за вращения планет. Учитывая возможности мультиплексирования космических транзитных миссий, таких как Кеплер (в настоящее время выполняемая как миссия «К2») и долгожданный транзитный спутник для исследования экзопланет (TESS), ⁴, можно спросить: какую роль будет играть техника RV? в будущем?

Частично ответ заключается в том, что область RV постепенно отходит от исследовательских операций к специальным последующим наблюдениям, чтобы обеспечить оценки массы и плотности близлежащих планет, обнаруженных с помощью других средств.Например, расчеты по порядку величины показывают, что многие тысячи ночей наблюдений потребуются коллективно всему исследовательскому сообществу экзопланет только для поддержки TESS RV. Более того, доплеровские сигналы самых интересных планет-кандидатов в эпоху TESS будут значительно ниже порога обнаружения существующих инструментов, которые годами зависали на уровне точности ~ 1 м / с. Эти соображения спроса и предложения в сочетании со сложными научными требованиями возродили интерес к совершенствованию метода Доплера.

Признавая острую необходимость в дополнительных наземных ресурсах, НАСА и Национальный научный фонд приступили к совместной программе под названием NN-EXPLORE для поддержки разработки нового прецизионного спектрометра для 3,5-метрового телескопа WIYN в Национальной обсерватории Китт-Пик. . Мотивация к созданию специального RV-спектрометра частично основана на голосе сообщества экзопланет в форме Группы анализа программ экзопланет (ExoPAG), которая недавно завершила всестороннее исследование метода Доплера.⁶ В частности, ExoPAG рекомендовала астрономам США приобрести (как минимум) четыре инструмента для достижения научных целей миссии НАСА.

Во-первых, необходим инструмент, сравнимый с высокоточным поиском планет по радиальным скоростям (HARPS) на телескопе 4-метрового класса. (Оригинальный HARPS работает с 2003 года на 3.6-метровом телескопе Европейской южной обсерватории в Чили.) Программа NN-EXPLORE удовлетворяет этому требованию.

Во-вторых, новый стабильный спектрограф на 10-метровом телескопе должен быть доступен для длительного и постоянного использования, чтобы получить доступ к относительно слабым целям и обеспечить достаточную временную выборку астрофизического джиттера на самых ярких звездах.⁷

В-третьих, необходим спектрометр, оптимизированный для инфракрасного диапазона, для наблюдения за ближайшими M-звездами и оценки зависимости звездного джиттера от длины волны. Инфракрасная революция может быть на горизонте с инфракрасными спектрографами CARMENES и Planet Finder, которые будут введены в эксплуатацию в течение года. Точные инфракрасные измерения необходимы, чтобы дополнить годы наблюдений в видимом свете и предоставить рычаг для понимания звездной активности.

Научные преимущества перехода на инфракрасный порт многочисленны.Однако на длинах волн более 1 мкм также становится возможным использование адаптивной оптики (АО), что подводит нас к четвертой рекомендации ExoPAG: разработка доплеровского спектрометра с дифракционным ограничением для достижения беспрецедентной точности. Спектрометр с аналоговым питанием преодолел бы физические эффекты, которые в конечном итоге ограничили точность доплеровских инструментов. ⁸ Переход от наблюдений с ограничением видимости к наблюдениям с ограничением дифракции (см. Рисунок 1) предлагает каскад практических преимуществ, обеспечивая значительно более высокое спектральное разрешение, устранение модального шума (вызванного использованием мультимодальных волокон) и уменьшение на два порядка фонового загрязнения (небо, луна, спектральные линии излучения гидроксила).Более того, устройство может достигать гораздо более высоких уровней вакуума и улучшенной термической стабильности. Многие из рекомендаций ExoPAG соответствуют целям, поставленным в Десятилетнем обзоре астрономии и астрофизики 2010 года. Доплеровский спектрометр с AO-питанием может представлять собой единственный реальный шанс достичь цели Decadal Survey, заключающейся в том, что RV должен достичь точности единичных измерений 10–20 см / с. ⁸

Рис. 1. Все предыдущие доплеровские спектрометры использовали входные изображения с ограниченным качеством изображения (слева).Для повышения точности определения скорости на порядок, с 1,0 до 0,1 м / с, требуются фундаментальные изменения в конструкции приборов для измерения лучевой скорости. Спектрометры, работающие на дифракционном пределе (справа), такие как планируемый прибор iLocater, ⁵, предлагают преимущества, позволяющие преодолеть ограничения существующих приборов.

На данный момент только один такой инструмент с потенциалом для достижения высокоточных наблюдений с ограничением дифракции был одобрен для строительства: прибор iLocater ⁵, производимый Университетом Нотр-Дама (см. Рис. 2).iLocater получит хорошо скорректированный луч звездного света от «экстремальной» системы AO. ⁹ Используя две тарелки диаметром 8,4 м Большого бинокулярного телескопа (LBT) для питания одного и того же спектрографа, iLocater будет работать с эквивалентной площадью сбора 11,8-метрового телескопа. Кроме того, конфигурация с двойной апертурой, предоставляемая LBT, позволит iLocater отслеживать и устранять внутренние ошибки RV. Благодаря улучшенному на порядок пространственному разрешению, обеспечиваемому системой LBT AO, iLocater также станет единственным доплеровским инструментом, способным изучать планеты, вращающиеся вокруг двойных звездных систем с малым разделением.

Рисунок 2. Оптическая конструкция спектрографа iLocater. OAP: внеосевое параболическое зеркало. (Дизайн Дэвида Кинга, Кембриджский университет.)

Запланированный к вводу в эксплуатацию незадолго до запуска TESS, iLocater станет важным инструментом для последующих наблюдений с целью проверки ложноположительных сигналов и измерения массы и плотности земных миров. Следующим этапом нашей работы над iLocater будет ввод в эксплуатацию космической демонстрационной системы этой осенью на LBT для измерения эффективности связи в диапазоне Y (0.95–1,12 мкм) с использованием крайнего АО и одномодового волокна.

Как и в других областях астрономии, развитие метода доплеровского RV до дифракционно ограниченных наблюдений кажется неизбежным. Этот подход имеет наилучшие перспективы для достижения точности, необходимой для изучения каменистых планет в обитаемой зоне или вблизи нее. После того, как в некоторых отношениях метод транзита затмил, техника RV переживает ренессанс. Как нельзя лучше выбрать время: гонка за ближайшими галактическими соседями началась.

Джастин Р. Крепп

Физический факультет
Университета Нотр-Дам

Нотр-Дам, IN

Джастин Р. Крепп – астрофизик-экспериментатор. До того, как стать профессором Университета Нотр-Дам в 2012 году, он был научным сотрудником Калифорнийского технологического института. Он получил докторскую степень по астрономии в Университете Флориды в 2008 году. Крепп разрабатывает новые технологии для изучения внесолнечных планет.

Артикул:

1.Н. М. Баталья, Изучение популяций экзопланет с помощью миссии НАСА «Кеплер», Proc. Nat’l Acad. Sci. USA 111, стр. 12647-12654, 2014.

2. С. Д. Дрессинг, Д. Шарбонно, Возникновение потенциально обитаемых планет, вращающихся вокруг M карликов, оценено на основе полного набора данных Кеплера и эмпирического измерения чувствительности обнаружения, arXiv: 1501.01623 , 2015.

3. Дж. Дж. Лиссауэр, Г. В. Марси и др., Подтверждение множественных кандидатов в планеты Кеплера. II.Уточненная статистическая база и описания систем, представляющих особый интерес, Astrophys. J. 784, стр. 44, 2014.

6. П. Плавчан и др., Перспективы радиальных скоростей, текущие и будущие, arXiv: 1503.01770 , 2015. Отчет в официальном документе, подготовленный исследовательской группой 8 для группы анализа программы экзопланет (ExoPAG).

7. А. П. Хацес, Обнаружение лучевых скоростей планет с массой Земли в присутствии шума активности: случай α Центавра Bb, Astrophys.J. 770, стр. 133, 2013.

8. Дж. Р. Крепп, Улучшение спектрометров для обнаружения планет, Science 346, стр. 809-810, 2014.

9. С. Эспозито и др., Система адаптивной оптики для большого бинокулярного телескопа: новые достижения и перспективы в адаптивной оптике, Proc. SPIE 8149, стр. 814902, 2011. DOI: 10.1117 / 12.898641

Доплеровские методы поиска и мониторинга экзопланет

Баранн, А., Майор, М., и Понсе, Дж. Л., Coravel – новый инструмент для измерения лучевой скорости, Vistas Astron., 1979, т. 23. С. 279–316.

ADS Статья Google Scholar

Бекерс, Дж. М., Движение вещества в тени солнечных пятен, Astrophys. J. , 1973, т. 213. С. 900–905.

ADS Статья Google Scholar

Бучи Ф., Конн П. и Берто Дж. Л. Новый спектрограф, предназначенный для определения точных лучевых скоростей звезд, в Proc.170-й сб. «Точные звездные радиальные скорости» , Hearnshaw, J.B., Scarfe, C.D., Eds., 1999, vol. 185. С. 22–28.

ADS Google Scholar

Брукс, Дж. Р., Исаак, Г. Р., Ван дер Рэй, Х. Б., Спектрометр резонансного рассеяния Солнца, Пн. Notic. Рой. Astron. Soc. , 1978, т. 185. С. 1–17.

ADS Статья Google Scholar

Коричневый, Т.М., Нойес, Р.В., Нисенсон, П., Корзенник, С.Г., и Хорнер, С., AFOE: спектрограф для точных доплеровских исследований, Publ. Astron. Soc. Pacific , 1994, т. 126. С. 1285–1297.

ADS Статья Google Scholar

Кэмпбелл Б. и Уокер Г.А., Прецизионные лучевые скорости с абсорбционной ячейкой, Publ. Astron. Soc. Pacific , 1979, т. 91. С. 540–545.

ADS Статья Google Scholar

Кэмпбелл, Б. Прецизионные лучевые скорости, Publ.Astron. Soc. Pacific , 1983, т. 95. С. 577–585.

ADS Статья Google Scholar

Коран У.Д. и Хацес А.П. Высокоточные измерения вариаций лучевой скорости звезд, Proc SPIE , 1990, т. 1318. С. 148–157.

ADS Статья Google Scholar

Конн, П., Абсолютная астрономическая акселерометрия, Astrophys.Космические науки. , 1985, т. 110. С. 211–255.

ADS Статья Google Scholar

Конн П., Мартич М. и Шмитт Дж. Демонстрация предела фотонного шума в лучевых скоростях звезд, Astrophys. Космические науки. , 1996, т. 241. С. 61–76.

ADS Google Scholar

Дравинс, Д., Конвекция в фотосфере Арктура, Астрон.Astrophys. , 1974, т. 36. С. 143–145.

ADS Google Scholar

Дравинс Д. Физические пределы достижимой точности определения лучевых скоростей звезд, Astron. Astrophys. , 1975, т. 43. С. 45–50.

ADS Google Scholar

Фоссат Э. и Роддиер Ф. Натриевый эксперимент для наблюдений фотосферного поля скорости, Sol.Phys. , 1971, т. 18. С. 204–210.

ADS Статья Google Scholar

Фоссат, Э., Грек, Дж., Гелли, Б., и Деканини, Ю., Обнаружение колебаний на альфа-дю-центавре, Comt. Ренд. Акад. Sci. Париж. Сер. В , 1984, т. 299. С. 17–20.

ADS Google Scholar

Фоссати, Л., Бисикало, Д., Ламмер, Х., Шустов, Б., и Сачков, М., Основные перспективы астрономии экзопланет с Ультрафиолетовой миссией Всемирной космической обсерватории, Astrophys. Космические науки. , 2014, т. 354. С. 9–19.

ADS Статья Google Scholar

Ge, J., Angel, JRP, Jacobsen, B., Woolf, N., Fugate, RQ, Black, JH, и Lloyd-Hart, M, Оптический кросс-дисперсный эшелле-спектрограф сверхвысокого разрешения с адаптивной оптикой. Publ. Astron. Soc. Pacific , 2002a, т.114. С. 879–891.

ADS Статья Google Scholar

Ge, J., Интерферометрия с фиксированной задержкой для доплеровского обнаружения внесолнечных планет, Astrophys. J. , 2002b, т. 571, стр. L165 – L168.

ADS Статья Google Scholar

Ге, Дж., Махадеван, С., ван Эйкен, Дж., ДеВитт, К., Фридман, Дж., И Рен, Д., Поиск внесолнечных планет на всем небе с помощью многообъектного дисперсного интерферометра с фиксированной задержкой в оптическом и ближнем ИК-диапазоне, Proc.SPIE — Int. Soc. Опт. Англ. , 2004, т. 5492, стр. 711–718.

ADS Google Scholar

Ghasempour, A., Kelly, J., Muterspaugh, M.W., and Williamson, M.H., Одномодовый эшелле-спектрограф: устранение модальных вариаций, обеспечивающее более точное доплеровское исследование, Proc. SPIE — Int. Soc. Опт. Англ. , 2012, т. 8450, стр. 845045-1-8.

Грек Г., Фоссат Э. и Вернин Дж. Спектрофотометр для исследования долгопериодных солнечных фотосферных колебаний, Astron.Astrophys. , 1976, т. 50. С. 221–225.

ADS Google Scholar

Гриффин Р.Ф., О возможности определения лучевых скоростей звезд до 0,01 км / с, Пн. Notic. Рой. Astron. Soc. , 1973, т. 162. С. 243–253.

ADS Статья Google Scholar

Гриффин Р. и Ганн Дж. Э. Спектрометр лучевых скоростей Palomar, Astrophys.J. , 1974, т. 191. С. 545–556.

ADS Статья Google Scholar

Гриффин Р.Ф., Комментарии на заседании Королевского Астрона. Soc., Обсерватория , 1978, т. 98, нет. 1027. С. 247–248.

ADS Google Scholar

Густафссон, Б. Почему высокое спектральное разрешение – даже при низком уровне сигнала / шума ?, Proc. Семинар ESO по спектроскопии высокого разрешения с Proc.40-й VLT. ESO Conf. and Workshop , Ulrich, M.-H., Ed., 1992, стр. 17–21.

Google Scholar

Хацес, А.П., Кохран, У.Д., Долгопериодические вариации лучевой скорости у трех К-гигантов, Astrophys. J. , 1993, т. 413. С. 339–348.

ADS Статья Google Scholar

Хацес А.П. и Кохран У.Д. Короткопериодические вариации лучевой скорости альфа Бутиса: свидетельства радиальных пульсаций, Astrophys.J. , 1994, т. 422. С. 366–373.

ADS Статья Google Scholar

Heacox, W.D, Щелевая спектроскопия с точностью до длины волны с использованием волоконно-оптических скремблеров изображений, in Fiber Optics in Astronomy , Barden, S.C., Ed., 1988, vol. 3. С. 205–236.

ADS Google Scholar

Херншоу Дж.Б. Фотоэлектрические измерения лучевых скоростей звезд с помощью эшелле-спектрометра. Обсерватория , , 1977, т.97, нет. 1016. С. 5–9.

ADS Google Scholar

Хуанг Су-Шу, Внесолнечные планетные системы, Икар , 1973, т. 18. С. 339–376.

ADS Статья Google Scholar

Исаак Г.Р. Спектрофотометр с атомным пучком, Nature , 1961, т. 189. С. 373–374.

ADS Статья Google Scholar

Иванов, А.А., Панчук В.Е., Шергин В.С. Спектральный комплекс фокуса Нэсмита для 6-м телескопа БТА. Локальная коррекция положения звезды, Препринт Специальной астрофизической обсерватории РАН , 2001, вып. 155. С. 1–19.

Google Scholar

Клочкова В.Г., Ермаков С.В., Панчук В.Е., Таволжанская Н.С., Юшкин М.В. Спектральный комплекс фокуса Нэсмита для 6-м телескопа БТА. II. Позиционные и фотометрические характеристики эшелле-спектрометра с большим диаметром коллимированного пучка, Препринт САО РАН , 1999, №2.137. С. 1–15.

Google Scholar

Клочкова В.Г., Панчук В.Е., Юшкин М.В., Насонов Д.С. Измерения лучевых скоростей с помощью спектрографов звезд на 6-м телескопе, Astrophys. Бык. , 2008, т. 63. С. 386–394.

ADS Статья Google Scholar

Клочкова В.Г., Панчук В.Е., Таволжанская Н.С. Особенности атмосферы и оболочки звезды postAGB, оптического аналога IRAS 23304 + 6347, Astron.Lett. , 2015, т. 41, стр. 14.

ADS Статья Google Scholar

Крушинский В.В., Попов А.А., Пунанова А.Ф. Модернизация спектрографа с оптоволоконным питанием Коуровской астрономической обсерватории, Astrophys. Бык. , 2014, т. 69. С. 497–505.

ADS Статья Google Scholar

Ксанфомалити Л.В. Поиск внесолнечных планет спектральным методом лучевых скоростей и астрометрией, Solar Syst.Res. , 1999, т. 33, стр. 482–487.

ADS Google Scholar

Малков О., Сачков М., Шустов Б., Кайгородов П., Яньес Дж., Гомес де Кастро А.И., Принципы построения научных программ и схема распределения времени для Всемирной космической обсерватории. Ультрафиолетовая миссия, Space Sci. , 2011, т. 335. С. 323–327.

ADS Статья Google Scholar

Марси, Г.У. и Батлер, Р.П., Прецизионные лучевые скорости с ячейкой для поглощения йода, Publ. Astron. Soc. Pacific , 1992, т. 104. С. 270–277.

ADS Статья Google Scholar

Майор, М. и Келоз, Д., Компаньон массы Юпитера для звезды солнечного типа, Nature , 1995, т. 378. С. 355–359.

ADS Статья Google Scholar

Найденов, И.Д., Панчук В.Е., Юшкин М.В., Поляриметр Стокса с резателем изображений, Astrophys. Бык. , 2007, т. 62. С. 296–299.

ADS Статья Google Scholar

Панчук В.Е., Ермаков С.В., Бондаренко Ю.Н. Ячейка поглощения йода для фокусных спектрометров БТА Нэсмит-2, Бюлл. Спец. Astrophys. Обс. , 1998, т. 44. С. 132–132.

ADS Google Scholar

Панчук В.E, Спектральный комплекс фокуса Нэсмита для 6-метрового телескопа БТА. V. Метод дважды скрещенной дисперсии, Препринт Специальной астрофизической обсерватории РАН , 2000, вып. 144. С. 1–19.

Google Scholar

Панчук В.Е., Юшкин М.В., Найденов И.Д. Спектральный комплекс фокуса Нэсмита для 6-м телескопа БТА. XI. Способ повышения эффективности фокуса Нэсмита-2 эшелле-спектрографов, Препринт САО РАН, , 2003, №1.179, стр. 1–20.

Google Scholar

Панчук В.Е., Клочкова В.Г., Юшкин М.В., Найденов И.Д. Спектрограф высокого разрешения 6-м телескопа БТА, Опт. Ж. , 2009а, т. 76. С. 42–55.

Google Scholar

Панчук В.Е., Насонов Д.С., Юшкин М.В. Измерения лучевых скоростей с помощью абсорбционной ячейки, Astrophys. Бык. , 2009б, т.64. С. 286–295.

ADS Статья Google Scholar

Панчук В.Е., Сачков М.Е., Юшкин М.В., Якопов М.В. Интегральные методы в астрономической спектроскопии, Astrophys. Бык. , 2010, т. 65. С. 75–94.

ADS Статья Google Scholar

Панчук В.Е., Юшкин М.В., Якопов М.В. Спектрографы с оптоволоконным питанием высокого разрешения, Astrophys.Бык. , 2011, т. 66. С. 355–370.

ADS Статья Google Scholar

Панчук В.Е. , Клочкова В.Г. Спектрографы высокого разрешения для телескопов среднего диаметра // Изв. Крымск. Astrofiz. Наблюдать. , 2013а, т. 109. С. 187–203.

Google Scholar

Панчук В.Е., Юшкин М.В., Уханов Е.В., Якопов М.В., Якопов Г.В., Емельянов Е.В. Путь создания волоконно-оптических спектрографов кросс-дисперсии для телескопов среднего диаметра, Изв. Крымск. Astrofiz. Наблюдать. , 2013б, т. 109. С. 196–202.

Google Scholar

Панчук В.Е., Юшкин М.В., Клочкова В.Г., Якопов Г.В., Верич Ю.Б. Дизайн спектрографа высокого разрешения для 1-м телескопа САО Astrophys. Бык. , 2015, т. 70. С. 123–128.

Артикул Google Scholar

Пепе, Ф., Mayor, M., Delabre, B., Kohler, D., Lacroix, D., Queloz, D., Udry, S., Benz, W., Bertaux, J.-L., and Sivan, J.- П., HARPS: новый спектрограф высокого разрешения для поиска внесолнечных планет, Proc. SPIE — Int. Soc. Опт. Англ. , 2000, т. 4008, стр. 582–592.

ADS Google Scholar

Пепе, Ф., Кристиани, С., Реболо, Р.Л., Сантос, Северная Каролина, Аморим, А., Авила, Г., Бенц, В., Бонифачо, П., Кабрал, А., Карвас, П. ., Чирами Р., Коэльо, Дж., Комари, М., Коретти, И., Де Каприо, В., Деккер, Х., Делабре, Б., Ди Маркантонио, П., Д’Одорико, В., Флери, М., Гарсия, Р., Эррерос, Л., Хосе, М., Хьюз, И., Иверт, О., Лима, Дж., Лизон, Ж.-Л., Ло Курто, Г., Ловис, К., Манескау , А., Мартинс, К., Моитиньо, А., Моларо, П., Монтейро, Марио, Монтейро, Мануэль, Паскини, Л., Мордасини, К., Келос, Д., Расилья, Дж. Л., Ребордао, Дж. М., Сантана Чуди, С., Сантин, П., Сосновска, Д., Спано, П., Тенеги, Ф., Удри, С., Ванзелла, Э., Виль, М., Сапатеро, О., Мария Р. и Зерби Ф., Спектрограф Эшелле для скалистых экзопланет и стабильные спектроскопические наблюдения, Proc. SPIE — Int. Soc. Опт. Англ. , 2010, т. 7735, стр. 77350F-1-9.

Петри, Р.М. и Флетчер Дж. М., Точность определения лучевых скоростей по спектрограммам с высокой дисперсией Куде, Proc. 30-й симпозиум IAU. Определение радиальных скоростей и их применение , Баттен, А.Х., Херд, Дж. Ф., ред., Нью-Йорк / Лондон: Акад. Press, 1967, стр.43–48.

Google Scholar

Роддье, Ф., Этюд с высокой разрешающей способностью к солнечным лучам Фраунгофера по наблюдению за оптическим резонансом для атомной струи. I. – Реализация спектрографа на атомной струе, Ann. d’Astrophys. , 1965, т. 28. С. 463–477.

ADS Google Scholar

Розенблатт, Ф. Двухцветный фотометрический метод обнаружения внесолнечных планетных систем, Икар , 1971, т.14. С. 71–93.

ADS Статья Google Scholar

Сачков М., Кочухов О., Рябчикова Т., Хубер Д., Леоне Ф., Багнуло С., Вайс В. В., Пульсации в атмосфере быстро осциллирующей Ар-звезды 10 Аквилы , пн. Notic. Рой. Astron. Soc. , 2008, т. 389. С. 903–918.

ADS Статья Google Scholar

Сачков М., УФ-наблюдения sdB-звезд и перспективы миссии WSO-UV для таких исследований, Space Sci., 2010, т. 329, стр. 261–266.

ADS Статья Google Scholar

Сачков М., Шустов Б., Гомес де Кастро А.И., проект WSO-UV, Adv. Space Res. , 2014а, т. 53. С. 990–995.

ADS Статья Google Scholar

Сачков М. Исследование пульсаций химически пекулярных А-звезд, Astrophys. Бык. , 2014б, т.69. С. 40–45.

ADS Статья Google Scholar

Шмидер Ф.X., Фоссат Э., Грек Г. и Гелли Б. Спектрофотометр с натриевой ячейкой для обнаружения звездных колебаний, Proc. 123-й IAU Coll. Достижения в гелио- и астросейсмологии, Кристиенсен-Дальсгаард, Дж. И Франдсен, С., Åds. , 1988, стр. 513–516.

Google Scholar

Серковский К. Поляриметрический метод измерения лучевых скоростей, Publ.Astron. Soc. Pacific , 1972, т. 84. С. 649–651.

ADS Статья Google Scholar

Серковский К., Возможность поиска планет вокруг звезд солнечного типа с помощью поляриметрического измерителя лучевой скорости, Икар , 1976, т. 27. С. 13–24.

ADS Статья Google Scholar

Серковски К., Фрекер Дж. Э., Хикокс У. Д., Кен Найт, К.Э., Роланд Э. Х. Ретроградное вращение стратосферы Венеры, измеренное с помощью спектрометра лучевых скоростей Фабри-Перо, Astrophys. J. , 1979, т. 228, стр. 630–634.

ADS Статья Google Scholar

Талл Р.Г. Погрешности длин волн в спектрографах. I. Влияние неровностей поверхности зеркал фотоаппаратов, заявл. Опт. , 1969, т. 8. С. 1635–1637.

ADS Статья Google Scholar

Фогт, С., Обсерватория Лик, Гамильтон-эшелле-спектрометр, Publ.Astron. Soc. Pacific , 1987, т. 99. С. 1214–1228.

ADS Статья Google Scholar

Фогт, С., Аллен, С., Бигелоу, Б., Брези, Л., Браун, Т., Кантролл, Т., Конрад, А., Кутюр, М., Делани, К., Эппс , Х., Хильярд, Д., Хорн, Э., Джерн, Н., Канто, Д., Кин, М., Кибрик, Р., Льюис, Дж., Осборн, К., Осборн, Дж., Пардейлхан , Г., Пфистер, Т., Рикеттс, Т., Робинсон, Л., Стовер, Р., Такер, Д., Уорд, Дж., И Вей, М., HIRES: эшелле-спектрометр высокого разрешения на Keck Ten -Meter Telescope, Proc.SPIE – Int. Soc. Опт. Англ. , 1994, т. 2198, стр. 362–375.

ADS Google Scholar

Wang, S., Hildebrand, RH, Hobbs, LM, Heimsath, SJ, Kelderhouse, GA, Loewenstein, RF, Lucero, S., Rockosi, CM, Sandford, DB, Sundwall, JL, Thorburn, JA, и Йорк, Д.Г., ARCES: эшелле-спектрограф для 3,5-метрового телескопа Консорциума астрофизических исследований (ARC), Proc SPIE , 2003, vol. 4841. С. 1145–1156.

ADS Статья Google Scholar

Обнаружение экзопланет при смещении звездного света

Диаграмма, подробно описывающая метод радиальной скорости (также известный как доплеровский сдвиг). Предоставлено: обсерватория Лас-Кумбрес.

Говорят, есть несколько способов снять шкуру с межзвездной кошки, а в астрономии есть несколько способов найти инопланетные экзопланеты, вращающиеся вокруг далекой звезды. С недавним закрытием плодотворной миссии НАСА «Кеплер» и его неожиданными открытиями пришло время взглянуть в будущее и поискать альтернативы.

Танцы со звездой

Космический корабль «Кеплер» и его преемник TESS полагаются на поиск экзопланет путем удачного совпадения. Если орбита чужой планеты случайно пересекает нашу точку зрения на ее родительскую звезду, тогда планета будет иногда пересекать наш луч зрения, вызывая крошечное, но измеримое затмение – контрольное падение яркости звезды, которое показывает присутствие планета.

Очевидно, что у большинства солнечных систем не будет такого удачного выравнивания, поэтому эти миссии проводят много времени, бесплодно глядя на множество звезд. Более того, эти методы транзита показывают предвзятую демографию Вселенной. Чтобы лучше увеличить шансы на удачное совпадение, лучше всего, если экзопланета находится близко к своей звезде; если планета находится далеко, то ей должно быть действительно повезло, чтобы ее орбита попадала на наш луч зрения. Таким образом, типы планет, обнаруженные такой миссией, как Кеплер, дадут несправедливый портрет всех типов планет, которые действительно существуют.

Хорошо, что есть более чем один способ найти экзопланету.

Все мы знаем, что цепи гравитации сковывают планету со своей звездой. Огромное гравитационное влияние этой звезды удерживает ее планетное семейство на орбите. Но гравитация работает в обоих направлениях: когда планеты движутся по своим орбитам, они тянут свои родительские звезды туда-сюда, заставляя эти звезды колебаться.

Все планеты в той или иной степени делают это. В случае с Землей эффект почти незначителен, но большая часть Юпитера способна отодвинуть нашу звезду на расстояние, превышающее собственный радиус Солнца.Только благодаря Юпитеру наше Солнце достигает скорости около десятка метров в секунду, а на повторение цикла требуется более десяти лет. Довольно подлый подвиг для скромной планеты.

Одна смена, две смены

За исключением очень редких случаев, мы никогда не можем увидеть, как звезды колеблются и раскачиваются взад и вперед под действием гравитационных внушений их экзопланет. Но мы можем видеть свет этих звезд, и движущиеся объекты будут менять его свет.

Точно так же, как сирена изменяет высоту тона вверх, а затем вниз, когда скорая помощь проезжает мимо вас, свет может становиться более красным или синим в зависимости от его движения: источник света, движущийся к вам, будет казаться чуть более синим, а удаляющийся. свет выглядит немного краснее.

Итак, даже если мы не видим движущуюся звезду, мы можем обнаружить крошечное изменение ее светового рисунка, когда планета заставляет ее двигаться все ближе и дальше от нас.Этот метод лучше всего работает, когда планета находится прямо на линии нашей видимости (как и в случае с методом транзита), но он также может давать заметный сигнал, когда он не идеально выровнен. Пока звезда движется вперед и назад в нашем направлении, свет будет смещаться.

Конечно, сами звезды движутся в пространстве, вызывая общий световой сдвиг, и измерения твердых тел трудно получить, поскольку поверхности звезд бурлят, кипящие котлы – не совсем лучший источник для точных измерений движения.Но регулярные, ритмичные, повторяющиеся движения из-за влияния орбитальной планеты очень очевидны, принимая форму характерной кривой, даже если мы не наблюдали систему на всей орбите экзопланеты.

Да, астрономы так хороши.

Перепроверьте экзопланеты

Нельзя сказать, что этот метод (называемый различными забавными техническими названиями, такими как «лучевая скорость» и «Доплеровская спектроскопия») абсолютно идеален и мгновенно открывает все научные секреты инопланетного мира.Отнюдь не. Как и у любой другой техники, которая висит на поясе с научными инструментами, есть недостатки и ограничения.

Во-первых, одного лишь смещения света недостаточно, чтобы полностью раскрыть детали экзопланетной орбиты. Видим ли мы относительно небольшую планету, идеально совпадающую с нашим лучом зрения? Или гораздо более крупная планета с наклонной орбитой? Оба случая приведут к одному и тому же сигналу – нужен рефери.

С учетом сотен экзопланет-кандидатов в сумке с использованием метода лучевых скоростей, сколько из них также проходят перед своей звездой? Точнее говоря, теперь, когда мы однажды видели планету с помощью одной техники, можем ли мы поймать ее снова с помощью чего-то вроде миссии TESS?

Не только последующее наблюдение подтвердит детали планеты (плотность, радиус и т. Д.).) он также открыл бы новые. Более того, такого рода перекрестные проверки абсолютно необходимы для выявления скрытых предубеждений и слабых мест в соответствующих методах. Всегда ли согласуются ли методы лучевой скорости и транзита в свойствах экзопланет, которые они находят? Если нет, то почему? Чтобы лучше использовать методы независимо друг от друга, мы должны внимательно изучить результаты, когда они используются одновременно.

К сожалению, мы не можем ожидать слишком большого кроссовера для охоты за планетами. Недавнее исследование привело к подсчетам: начиная с сотен кандидатов, помеченных методом лучевых скоростей, только пара десятков также должны быть достаточно удачливыми для перехода.Из них только около дюжины будет измерено TESS в течение двухлетнего периода наблюдений. И только три из них станут невиданными ранее транзитами.

Хотя это и не так много образцов, ценные данные, которые мы получаем, все равно будут иметь неоценимое значение для будущих поисков и будущего понимания наших экзопланетных соседей.

Младенческая экзопланета, взвешенная Гиппаркосом и Гайей

Ссылка : Сила колебания: обнаружение экзопланет при смещении звездного света (2018, 21 ноября) получено 14 мая 2021 г.

Доплеровское УЗИ

Допплерографическое исследование

Существует три режима исследования:

В каких случаях исследуют

Время проведения исследования

Подготовка

Процедура выполнения

Допплер при беременности в Минске

Ультразвуковая доплерография сосудов шеи и головы (УЗИ Доплера)

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДОПЛЕРОГРАФИЯ СОСУДОВ ШЕИ И ГОЛОВЫ ДОСТУПНА В ФИЛИАЛАХ:

Подготовка и проведение УЗИ с доплерографией

Показания к проведению доплерографии сосудов головного мозга

Диагностику проводят врачи:

Стоимость услуг:

ЗАПИСЬ НА УЛЬТРАЗВУКОВУЮ ДОПЛЕРОГРАФИЮ СОСУДОВ ШЕИ И ГОЛОВЫ (УЗИ ДОПЛЕРА)

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ КРОВИ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ ДОПЛЕРОВСКОЙ ФЛОУМЕТРИИ В КЛИНИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ | Лапитан

Допплерография.

Допплерография при мигренях

Допплерография сосудов

Допплер при беременности

Показания для допплерографии при беременности

10. Эффект Доплера; его применение для измерения скорости кровотока и в эхокардиографии.

Внесолнечных планет

Методы обнаружения

Общие свойства известных экзопланет

Сравнение экзопланет с планетами в нашей Солнечной системе

Миссия Кеплера *

Что такое метод радиальной скорости?

Описание:

Преимущества:

Недостатки:

Примеры исследований радиальной скорости:

Как это:

Экзопланеты

Ключевые идеи:

Одиноки ли мы во Вселенной?

Поиски внесолнечных планет

Шатающиеся звезды

Измерения радиальной скорости

Эффект Доплера в звуке

Эффект Доплера в свете

Способ измерения скорости

Эффект Доплера на практике

51 Pegasi

Преимущества метода RV

Преимущества транзита

Преимущества микролинзирования

Реестр новых планетарных систем

Странные новые миры

Будущее

Приложение

звезд, меняющих цвет: радиальная скорость… | Планетарное общество

Недостатки

Возрождение метода Доплера для исследования экзопланет

Доплеровские методы поиска и мониторинга экзопланет

Обнаружение экзопланет при смещении звездного света

Оставить комментарий Отменить ответ