za_neptunie (za_neptunie) wrote,
za_neptunie
za_neptunie

Впервые опубликованы результаты поиска неизвестных ТНО в данных крупнейшего обзора Pan-Starrs1

 В настоящее время крупнейший обзор неба был осуществлен с помощью гавайского 1.8-метрового телескопа Pan-Starrs1. Ещё в 2006 году на этот телескоп была установлена 1.4-гигапиксельная камера, которая до сих пор удерживает рекорд астрономической камеры с самым большим количеством пикселей. С 2010 года эта уникальная камера начала фотографирововать всё небо севернее 30 градусов южной широты, а с 2014 года она начала фотографировать небо ещё южнее – до 47.5 градусов южной широты.



   Чувствительность снимков телескопа достигает, как минимум 22.5 звездной величины, что сразу же привело к выдающимся результатам. Так телескоп Pan-Starrs1 в настоящее время открывает больше всех околоземных астероидов (47% всех открытий в 2016 году) и сверхновых (72% всех открытий в 2016 году). Изучение снимков обзора позволило в 2 раза увеличить число известных сфотографированных коричневых карликов – компаньонов звезд.

       Аналогично можно было бы ожидать и насчет потенциала крупнейшего обзора в возможностях обнаружения неизвестных ТНО, несмотря на то, что пока в базе данных Центра малых планет опубликованы лишь несколько десятков открытий ТНО и Кентавров, сделанных телескопом Pan-Starrs1. Было очевидно, что в настоящее время астрономы только начали широкомасштабный поиск таких объектов в огромном количестве снимков обзора. С конца прошлого года начали поступать первые отрывочные сведения о подобных поисках. Сначала появился доклад Холмана на конференции DPS-47 о неудачном поиске неизвестных планет в этом обзоре на удалении в 25-250 а.е. до 22.5 звездной величины. Затем в начале года стало известно, что Майкл Браун проанализировал снимки обзора примерно до 21.5 звездной величины с той же целью. Сегодня в Архив.орг появилась публикация третьей группы астрономов, которая в этот раз уже детально рассказывает о поиске неизвестных объектов за орбитой Нептуна в данных крупнейшего обзора неба.


  Авторы этой публикации для поиска неизвестных объектов используют тот же метод, что впервые был применен Майклом Брауным при анализе снимков астероидного обзора Каталина до 18-19 звездной величины несколько лет назад. Обычно ТНО ищут при сравнении снимков, сделанных с интервалом в несколько часов или дней. С другой стороны, если для одного и того же участка неба получено несколько снимков, сделанных в разные годы, то можно изучить эти снимки на наличие “транзиентов“ – объектов, которые есть на одних снимках в одних местах снимков, и отсутствуют на других снимках, или находятся в других местах этих снимков. Большинство таких “транзиентов“ являются следами космических лучей или перемеными звездами и галактиками. Но некоторые из них могут быть неизвестными астероидами или даже планетами за орбитами Нептуна. В последнем случае данные “транзиенты“ должны двигаться на разных снимках за разные годы по кеплеровским орбитам, при этом выписывая годичные “петли“ по причине обращения Земли вокруг Солнца. Этот метод поиска неизвестных ТНО осложняется огромным количеством транзиентов (многие миллиарды в современных обзорах), что вызывает необходимость в огромных вычислениях, которые сегодня возможны только на мощных суперкомпьютерах.



   Большинство снимков телескоп Pan-Starrs1 получает с целью обнаружения неизвестных околоземных астероидов. Для этой задачи каждый участок неба фотографируется по четыре раза за ночь. Интервал между первым и четвертым снимком составляет около 20-60 минут. Это позволяет обнаруживать объекты, угловая скорость движения которых больше 6 угловых секунд за час. В связи с этим, к настоящему времени в данных обзора обнаружено очень мало объектов, которые находятся дальше орбиты Нептуна (желтые треугольники на схемах ниже):



  Пунктирной линией на схеме обозначена видимая звездная величины в 22.5 звездных величин.

    Как уже говорилось выше, авторы в свежей работе применили новаторский метод поиска неизвестных ТНО к снимкам обзора, которые были получены в разные годы. Для этого им пришлось проанализировать полмиллиона снимков, сделанных между 24 февраля 2010 года и 31 июля 2015 года. Данные снимки покрывают 60 тысяч различных областей неба. Для поиска неизвестных ТНО использовались только те участники неба, для которых есть снимки, сделанные в три разные ночи (в каждую ночь должны быть сделано, как минимум три снимка для этого участка неба).




  Черной линией на схеме выше показана эклиптика. Области, отмеченные черным цветом, показывают те регионы неба, которые телескоп Pan-Starrs1 не фотографировал или фотографировал только в одну или две разные ночи. Области, отмеченные белым цветом, означают регионы неба (в основном это Млечный Путь), для которых интервал между первой и третьей (последней) ночью наблюдений составляет больше 120 суток.


      После удаления со снимков источников с постоянным блеском и положением осталось почти 8 миллиардов транзиентов. Компьютер, проанализировав их положение, обнаружил, что около 232 миллионов из них могут быть вызваны движением 65 миллионов неизвестных объектов. После этого авторы отбросили кандидаты объектов, у которых большая полуось орбит меньше 4.8 астрономических единиц. Большинство объектов пояса Койпера движутся с угловой скоростью в 3.2 угловых секунд в час. Объекты дальше 550 а.е. движутся медленнее 0.25 угловых секунд в час. В нынешней работе авторы рассматривали только те объекты, угловая скорость которых заключена между 0.1 и 0.001 угловых градусов в день (1.5-150 угловых секунд в час). Объекты с меньшей скоростью движения (то есть которые находятся гораздо дальше пояса Койпера) авторы планируют поискать в будущем. После многочисленных фильтраций, авторы пришли к списку кандидатов, которые обнаружены с высокой степенью доверия. Среди них есть 789 троянцев Юпитера, 154 Кентавра, 255 классических ТНО, 121 резонансных ТНО, 89 объектов рассеяного диска (SDO) и 10 комет. Если исключить троянцы (обнаружение которых не стояло в приоритете), то половина из этого списка является известными объектами, а другая половина неизвестными объектами.




 Схема с ранее неизвестными объектами, обнаруженными в ходе нового анализа:



  В первую очередь авторы рассматривают свои находки по критерию видимого блеска. Уже упомянутый выше анализ Брауна снимков астероидного обзора Каталина предсказывал, что существует 32%-вероятность того, что на всём небе есть неизвестный ТНО ярче 19.1 звездной величины. В результате, в списке ярчайших обнаруженных ТНО в ходе нынешнего анализа, на третьем месте по видимому блеску действительно оказался неизвестный объект:




  Из таблицы видно, что орбита этого объекта является типичной для пояса Койпера. Предварительный анализ говорит, что его абсолютный блеск равен примерно H=3.8, что соответствует недавнему открытию крупного ТНО 2015 RR245. Собственно и сам 2015 RR245 был независимо обнаружен в ходе этого же анализа снимков телескопа Pan-Starrs1. Учитывая, что с момента публикации 2015 RR245 прошла только неделя, очевидно, что именно это событие стало причиной спешного написания и публикации последней статьи (публикация кажется сыроватой).

      Авторы отдельно отмечают, что им не удалось обнаружить очень крупные объекты. Все обнаруженные ими объекты c самой большой абсолютной величиной являются уже известными ранее:





  Другой рассматриваемой категорией находок является их наблюдаемое расстояние от Солнца. Это расстояние не превышает 100 а.е.. Все самые удаленные находки (как по наблюдаемому расстоянию, так по большой полуоси орбиты) являются уже известными ТНО. В дополнение обнаружены два неизвестных ТНО с высоким перицентром орбит:







   Часть наиболее удаленных ТНО являются седноидами (объектами с высокими перицентрами орбит). Как известно, недавно была высказана гипотеза, что неслучайное расположение аргументров перицентров удаленных ТНО может быть следствием наличия неизвестной далекой девятой планеты. Поэтому авторы проверяют и кластеризацию расположения аргументров перицентров удаленных ТНО в зависимости от большой полуси их орбит. Они подозревают, что найденная кластеризация является ошибочной, так как большинство удаленных ТНО были обнаружены в ходе глубоких обзоров небольших участков неба. В тоже время их анализ более-менее равномерно охватывает почти всё небо до 22.5 звездной величины. Авторы отмечают, что их анализ успешно обнаружил оба удаленных ТНО с видимым блеском больше 22.5 звездных величин (Седна и 2007 TG422 – у последнего высота орбиты перицентра равна 35.6 а.е.). После этого авторы прогоняют все свои находки с перицентром больше 36 а.е. через статистический тест Колгомогорова-Смирнова и не обнаруживают кластеризацию у определенного аргумента перицентров:



  На этой схеме (насколько можно понять), серыми отметками обозначены все объекты, обнаруженные в ходе анализа. В тоже время цветными отметками отмечены ТНО с перицентром больше 36 а.е.. Как видно из схемы, только Седна находится среди экстремально далеких ТНО с большой полуосью и высотой перицентра орбиты. В результате это может говорить не столько об отстуствии кластеризации седноидов, а скорее об их большой редкости на небе (что подтверждает версию об их концентрации к определенной области неба). Однако авторы анализа отмечают факт отсутствия кластеризации по аргументу перицентра далеких ТНО среди своих находок, как один из главных результатов своего анализа (помещают его в абстракт публикации). При этом добавляется, что данный результат опровергает гипотезу девятой планеты.

    Кроме того публикация останавливается на объектах с высоким наклонением. Данные объекты также подробно рассматривались в недавней работе Батыгина-Брауна, как подтверждение наличия девятой планеты. Новый анализ находит несколько неизвестных объектов с высоким наклонением и большим эксцентриситетом орбит:







    Авторы отмечают, что текущий анализ является далеко не полным. Так многие изображения ТНО могли потеряться в зазорах между ПЗС-матрицами камеры, оказаться на плотных звездных полях или быть засвеченными светом ярких звезд. В частности они перечисляют очень известные объекты, которые были пропущены в ходе анализа, и причины неудачи в их обнаружении:
1)     Один из крупнейших Кентавров Харикло – оказался на плотных полях Млечного Пути.
2)     Плутон – интервал между первым и последним снимком одного из годов наблюдений оказался только 2 дня, и поэтому наблюдения за другие годы компьютеру подвязать не удалось.
3)     Макемаке – ни в одном из годов наблюдений, интервал между последним и первым снимком не достиг 60 суток.


     В тоже время данная работа является значительным шагом вперед, так как позволяет освоить новый эффективный метод обнаружения ТНО, который может привести к крупнейшим находкам в Солнечной Системе в 21 веке. Если прошлый анализ Брауна астероидного обзора Каталина не привел к обнаружению неизвестных объектов, то нынешний анализ обнаружил несколько сотен неизвестных ТНО. Новые открытия требуют независимого потверждения, которое вероятно уже ведется (в свежей публикации не указаны координаты обнаруженных объектов или хотя бы их полный список). Также можно отметить, что дальнейшая работа телескопа Pan-starrs (вместе с его недавно построенным близнецом) позволит получить больше снимков неба, и тем самым упростит поиск неизвестных ТНО.


     Кроме того сегодня в Архив.орг была опубликована ещё одна работа на тему гипотезы девятой планеты. Данная работа снова посвящена аномальному наклону оси вращения Солнца к плоскости орбит планет Солнечной Системы, который можно было бы объяснить влиянием неоткрытой девятой планеты. Новая работа появилась всего через четыре дня после похожей работы Батыгина и Брауна. В свежей работе авторы вычисляют эволюцию наклона оси вращения Солнца под действием девятой планеты с эксцентриситетом орбиты в e=0.7 и наклоном к эклиптике в 30 градусов за 4.5 миллиардов лет в зависимости от большой полуоси орбиты:




  Как видно из графика, большая полуось девятой планеты в 400-600 а.е. действительно лучше всего объясняет наблюдаемый наклон оси вращения Солнца. Также авторы работы попытались изменять наклон орбиты гипотетической девятой планеты к эклиптике:



  А также и эксцентриситет орбиты гипотетической девятой планеты:



  После совмещения этих параметров были найдены достаточные узкие области орбитальных параметров девятой планеты в зависимости от её массы с наклонениями орбиты в 30 и 45 градусов к эклиптике:





В заключение авторы подробно рассматривают аргумент перицентра девятой планеты (113±13 градусов), найденный Батыгиным и Брауным из наблюдаемой кластеризации удаленных ТНО. Моделирование показывает, что при подобном аргументе перицентра орбиты девятой планеты наклонение её орбиты к эклиптике должно значительно превышать 30 градусов (вертикальные линии на схемах ниже):



  В целом авторы подтверждают вывод недавней публикации Батыгина и Брауна, что гипотетическая девятая планета может объяснить аномальный наклон оси вращения Солнца к плоскости планет Солнечной Системы.
Tags: ps1, ТНО, девятая планета, обзор, пояс Койпера
Subscribe
promo za_neptunie july 10, 2014 20:36 8
Buy for 30 tokens
Число постов в блоге перевалило за сотню, поэтому я решил систематизировать их по различным тематиками. Это поможет мне и моим читателям быстрее находить в блоге интересную информацию. Последнее обновление от 4 августа 2014 года Венера Новая книга о Венере Венера-Экспресс готовится к…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 5 comments