za_neptunie (za_neptunie) wrote,
za_neptunie
za_neptunie

12 цикл телескопа Спитцер (2-ая часть)



                               Крупное вулканическое извержение на спутнике ЮпитераИо при наблюдениях в ближнем инфракрасном диапазоне. Источник.


        Завершим рассказ о новых интересных наблюдательных программах на самом крупном на сегодняшний день космическом инфракрасном телескопе которые предстоят в новом цикле.



      Наиболее интересной программой среди них можно назвать новые наблюдения Дианы Драгомир. В ходе этой программы длительностью 55,4 часа предстоят новые наблюдения транзитной планеты 55 Рака e. Эти наблюдения являются актуальными в связи с недавней публикацией от мая 2015 года. В ней авторы проанализировали свежие наблюдения вторичных затмений этой планеты в ближнем инфракрасном диапазоне. В результате они нашли, что глубина этих затмений существенно меняется в разные годы:





   Существенные изменения глубины вторичного затмения не могут быть вызваны переменностью звезды, и вероятно вызваны вулканическими извержениями на этой планете. Простейшие вычисления показывают, что температура на освещенной стороне планеты меняется на более чем тысячу градусов:



      В случае подтверждения вулканической активности, 55 Рака e станет первой подобной известной планетой за пределами Солнечной Системы. Также это может помочь объяснить аномально низкую плотность некоторых небольших планет, найденную по таймингу транзитов в резонасных системах. До сих пор их низкая плотность объяснялась теоретиками наличием мощной атмосферы из водорода или других летучих соединений.


      В ходе ещё одной программы с длительностью в 61.5 часов Спитцер проведет наблюдения вторичных затмений двух газовых гигантов WASP-76b и HAT-P-38b в кооперации с наблюдениями космического телескопа Хаббл.




 Микролинзирование


      В первой части уже шла речь о совместных наблюдениях космических телескопов Спитцер и Кеплер по отслеживанию микролинзовых событий в направление Балджа нашей галактики весной-летом 2016 года. Однако существуют по этой теме ещё две дополнительные программы. По первой из них телескоп в течение 100 часов проведет наблюдения ещё нескольких микролинзовых параллаксов, обнаруженных наземными телескопами с целью определения расстояния до линз. В данной программе планируется сфокусироваться на события микролинзирования с очень большой амплитудой (то есть когда яркость звезды вырастает в десятки или тысячи раз). Такие события идеальны для обнаружения планет (к 2010 году среди 13 таких событий нашли 6 планет). В тоже время до последнего момента считалось, что у таких событий крайне сложно измерить параллаксы, так как разница между наземными и космическими максимумами у них составляла лишь 1-2 дня (обычно 3-10 дней). Однако переанализ 50 наблюдавшихся событий на Спитцере в 2015 году смог обнаружить подобный параллакс у 7 событий с А>100 и также у 7 событий с А между 50 и 100. Среди этих 14 событий ожидается найти примерно 4 планеты. В тоже время для установления плотности планет в галактике требуется провести подобные изменения для примерно 12 планет, поэтому и потребуются новые наблюдения.



    В рамках второй программы (которая также длиться почти 100 часов) планируется провести повторные наблюдения 43.4 квадратных градусов в направлении центра нашей галактики. Такие наблюдения позволят измерить собственные движения около 15 миллионов объектов в радиусе 5 градусов от направления на центр галактики. Такое количество в 20 раз превышает прошлые измерения с наземных обсерваторий. В результате ожидается найти больше 150 объектов с большим собственным движением (больше 100 mas в год). Некоторые из них могут быть тусклыми коричневыми карликами, которые будут вызывать регулярные события микролинзирования, что позволит оценить их массу. Кроме того ожидается найти тысячу новых переменных с амплитудой изменения блеска больше 0.2 звездных величин.



   GLIMPSE - самый большой обзор Спитцера. Он состоит из двух миллионов снимков, которые были получены в течение 10 лет. Источник.

 

  Коричневые карлики и одиночные планеты



       Типы коричневых карликов. Источник.


        Не обойдёт своим вниманием космический телескоп в 12 цикле и более массивные объекты, чем планеты.

        По одной программе будет исследоваться переменность двух молодых коричневых карликов переходного спектрального типа L-T в кинематической группе AB Золотой Рыбы с возрастом около 150 миллионов лет. По другой программе планируется наблюдать молодой одиночный объект PSO J318.5-22, который по массе близок к молодым планетам в системе HR 8799. Цель этой программы также поиск его переменности, чтобы оценить погодные условия в атмосфере объекта. Ещё одна программа предлагает совместные наблюдения с Хабблом похожего объекта, у которого недавно наземные наблюдения заподозрили сильную переменность по причине его вращения. В случае подтверждения на космических телескопах, это станет первым таким случаем для одиночных дозвездных объектов в диапазоне планетных масс.

        Наконец ещё одна программа предполагает подтверждающие наблюдения нескольких кандидатов в очень близкие коричневые карлики спектрального класса Y. В 7 цикле Спитцер провел наблюдения окрестностей нескольких близких старых белых карликов (возрастом больше 2 миллиардов лет). Вблизи некоторых из них были обнаружены очень тусклые объекты. Поэтому новые наблюдения должны позволить определить являются ли они физически связанными с близкими системами или это просто далекие фоновые объекты.




 Протопланетные и пылевые диски у звезд




      Источник.



       После формирования звезд вокруг них оказывается множество остаточного вещества, из которого затем формируются планеты, астероиды и кометы. Поэтому наблюдение околозвездных дисков является тоже важной частью наблюдательных программ Спитцера в 12 цикле.

       Наиболее массивные околозвездные диски наблюдаются у самых молодых звезд. В связи с этим становиться проще всего их исследовать. По одной программе планируется пронаблюдать два диска у очень молодых звезд типа Т Тельца. Наблюдения проводятся совместно с космическими телескопами Хаббл и Свифт в оптическом и рентгеновском диапазоне, что должно помочь лучше изучить взаимодействие между внутренней частью дисков (на удалении в 0.5 астрономических единиц от звезд) и самими звездами. Другая программа посвящена изучению переменности молодых звезд. Прошлые наблюдения Спитцера показали, что большинство молодых звезд являются переменными на интервале от нескольких суток до нескольких недель с амплитудой в 0.05-0.2 звездных величин. По причине небольших окон наблюдений по 40 суток данные наблюдения не могли полностью охарактеризовать эти колебания. В 2013 году были проведены наблюдения молодого скопления Хамелеон I (возраст 2 миллиона лет) в течение 220 суток. Эти наблюдения показали, что во всех системах наблюдаются долговременные колебания с периодом 100 и более суток. Из-за низкой частоты наблюдений пока неясно, чем вызваны эти колебания: затмениями дисками, пульсациями звезды или чем-то другим. В связи с этим в ходе новой программы (длительностью 12.7 часов) на Спитцере предлагаются высокочастотные наблюдения. Они помогут лучше понять переход между быстрой и медленной переменностью.

       В ходе третьей программы предлагается провести совместные c
телескопом Кеплер 17-суточные наблюдения скопления молодых звезд “туманность Лагуна“ (возраст 1-2 миллиона лет). Данное скопление попало на 9 поле телескопа Кеплер, наблюдения пройдут в июне-июле 2016 года. Выше уже говорилось, что молодые звезды резко изменяют свой блеск от рентгеновских до инфракрасных лучей на интервалах от нескольких суток до нескольких месяцев. Эта переменность вызвана, как планетезималями, так и внутренним диском (на удалениях от 0.1 до 1 а.е.). В связи с этим и возникла большая необходимость в одновременных наблюдениях в нескольких диапазонах. Новые наблюдения распространяться на несколько сотен молодых звезд и будут вестись с частотой 2 наблюдения в сутки с точностью фотометрии лучше 1%. Кроме того особенностью новой программы (в отличие от прошлых в 6 и 8 циклах) является то, что в этот раз наблюдаются более массивные звезды, чем раньше. Четвертая программа наоборот касается наблюдения очень маломассивной молодой звезды с целью изучения её диска. Этот объект с массой примерно в 10 раз меньшей, чем у Солнца в течение последних 10 лет показывал постоянную переменность. Новые наблюдения длительностью 10 часов в течение 10 суток будут вестись с двумя разными ритмами: раз в час и раз в несколько суток для установления периода вращения объекта, а также его примерного размера.



     Туманность Лагуна. Источник.


      Ещё одна программа посвящена наблюдению звезды Mon-31236. Авторы новой программы длительностью 13.3 часов предполагают, что она является аналогом другой очень известной системы двух звезд – KH-15D. Последняя система является первым, хорошо изученным случаем прецессии затменного протопланетного диска. В результате чего в разные десятилетия в этой системе резко меняется форма затмений:




   Кроме того, в последние десятилетия началось интенсивное изучение пылевых дисков у экзотического типа звезд - белых карликов. В прошлых 11 циклах Спитцер нашел пылевые диски у 35 таких звезд. Особенно результативным оказался большой обзор молодых белых карликов возрастом 25-100 миллионов лет, который был проведен в 8 цикле. Анализ результатов этого обзора показал, что хотя только 4% белых карликов показывают инфракрасный избыток в спектре, говорящий о наличие пылевого диска, у намного большего их числа (30% выборки) наблюдается загрязнение атмосферы металлами, что также говорит о присутствие слабого пылевого диска. Чтобы уточнить подобную статистику в 12 цикле предлагается провести поиск таких дисков у гораздо большего количества молодых белых карликов (106 звезд возрастом в 5-300 миллионов лет). Параллельно эти звезды в рамках 22 и 23 цикла наблюдает телескоп Хаббл, чтобы с помощью спектрографа COS провести поиск металлов в звездных спектрах. Наиболее интересные результаты новой программы (длительностью 32 часа) ожидаются для очень молодых белых карликов (5-25 миллионов лет), по причине того, что ранее Спитцер их не исследовал. В ходе ещё одной программы предлагается исследовать уникальный белый карлик SDSS J155720. Прошлые наблюдения показали, что в его спектре присутствует инфракрасный избыток, а также спектр показывает наличие металлов. Более того, недавние спектроскопические наблюдения показали наличие в системе периодичности с периодом 2.27 часов. Это обнаружение говорит, что система представляет двойную систему. Пылевой диск в такой системе должен испытывать быстрые изменения. Недавние наблюдения из директорского резерва подтверждают эту гипотезу (по-видимому сравнивались наблюдения с концом 2009 года. Новые наблюдения (длительностью 5 часов) должны пронаблюдать систему в ходе полного оборота. Это позволит оценить снижение яркости инфракрасного избытка, что поможет оценить размер частиц пылевого диска. В случае не подтверждения снижения яркости инфракрасного избытка, это будет означать, что пылевой диск пополняется новой пылью в течение каждого года.



 Солнечная система




     Несколько программ 12 цикла посвящены нашей Солнечной Системе. Первая из них касается наблюдения активного астероида 324P с целью поиска у него CO2 и CO. В случае успеха, это будет первое обнаружение летучих веществ у активного астероида.

      Другие программы посвящены изучению пояса Койпера. Одна из них касается первого известного представителя этого пояса – Плутона. В ходе неё предлагается изучить сезонные изменения после пролета Новых Горизонтов на 3.6 и 4.5 микрон. Наблюдения Спитцера особенно уникальны тем, что он находится в межпланетном пространстве очень далеко от Земли, тем самым на его наблюдения никак не влияет земная атмосфера. В ходе них предлагается искать изменения для метана, азота и окиси углерода на 18 градусах долготы через каждые 20 градусов на интервалах в несколько месяцев и лет. Параллельно подобные измерения проводят два крупных наземных телескопа: IRTF и WHT.

      Прошлые наблюдения Плутона 2004 и 2013 года позволили достаточно хорошо оценить локализацию на поверхности различных летучих соединений. Поэтому решено провести подобные наблюдения других крупных койпероидов в ходе другой программы. В течение этой программы длительностью 37,6 часов предлагается пронаблюдать шесть объектов двух разных групп. К первой группе относятся объекты, достаточно крупные, чтобы сохранить на поверхности летучие соединения: Эрис, Макемаке и Хаумеа. Ко второй группе отнесены менее крупные объекты, которые предположительно уже не сохранили на своей поверхности летучие соединения: Кваовар, Варуна и Иксион. Выявленные неоднородности в распределении летучих вещество могут быть объяснены комбинацией столкновений с более мелкими койпероидами и действием космических лучей.

       В ходе ещё одной программы предлагается получить фотометрию на 3.6 микрон для 17 ТНО и Кентавров, для 7 из них на 4.5 микрон. Выбор целей проведен по принципу отсутствия для них прошлых наблюдений Спитцера или наличия лишь данных низкого качества.



 Статистика наблюдений


    В целом приведенная статистика 12 цикла говорит о гораздо меньшем количестве выделенного времени по сравнению с прошлыми циклами:



  Для сравнения в 11 цикле было выделено во много раз больше времени:



     Такая большая разница может быть объяснена сокращением финансирования телескопа, невыполнением всех наблюдений прошлого цикла (к примеру, из-за технических проблем), увеличением расстояния от Земли (нужно больше времени для передачи собранных данных).

      По-видимому, из-за резко возросшей конкуренции за наблюдательное время на телескопе, в 12 цикле отсутствуют попытки подтвердить наличие небольших транзитных планет в близких системах Альфы Центавра и Глизе 436.
Tags: 12 цикл, космический телескоп Спитцер
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.
  • 6 comments