za_neptunie (za_neptunie) wrote,
za_neptunie
za_neptunie

13 цикл космического телескопа Спитцер



   На прошлой неделе стали известны утвержденные наблюдательные программы крупнейшего работающего инфракрасного телескопа в настоящее время в космосе. Данный цикл продлиться примерно с текущего августа до августа следующего года.


    Статистика распределенного времени показывает
, что на первом месте оказалась космология и галактики с большим красным смещением, на втором месте экзопланеты, а на третьем месте околоземные астероиды:



      На все эти программы выделено 14753 часов наблюдений, что равно 1,7 году. То есть значительное количество программ будет осуществляться не только в 13, но и в 14 цикле.




     По тематике Солнечной Системы сильнее всего выделяется большая программа (1750 часов) по инфракрасной фотометрии околоземных астероидов. В ходе неё предлагается измерить альбедо, диаметры и фазовые кривые 1154 околоземных астероидов, которые являются слишком тукслыми для наблюдений в ходе миссии NEOWISE. Благодаря новой программе каталог инфракрасных наблюдений околоземных астероидов вырастет до 3 тысяч – это более 20% известных околоземных астероидов. В тоже время не стоит забывать, что число открываемых околоземных астероидов также быстро растет и уже приближается к 15 тысячам:



    Кроме того две небольших программы (по 10 и 30 часов) посвящены более детальным исследованиям околоземных астероидов. Первая из них исследует свойства поверхности Q-типа околоземных астероидов. Вторая из них изучает среднюю плотность околоземных астероидов. Недавние исследования показали, что многие 10-метровые околоземные астероиды представляют собой не монолитные объекты, а просто груду камней. Ранее были проведены наблюдения Спитцера для двух таких астероидов: 2011 MD и 2009 BD. В новом цикле планируется пронаблюдать третий астероид 2012 LA. Ожидается, что за 30 часов на втором канале удасться обнаружить этот астероид с SNR равным, как минимум 3.

    Крупная программа
13 цикла (269 часов) займется изучением углекислого газа в кометах. Данные наблюдения невозможны с помощью наземных телескопов. В 11 цикле телескоп Спитцер провел подобные наблюдения для 21 кометы на месячных интервалах. Наблюдения в 13 цикле изучат ещё три кометы (46P/Wirtanen и две кометы из облака Оорта).
 
     Две программы 13 цикла касаются наблюдений объектов пояса Койпера. Первая из них длительностью 12 часов изучит поверхность кандидатов в карликовые планеты. В 12 цикле телескоп Спитцер наблюдал в течение 38 часов три карликовых планеты и три кандидата в карликовые планеты. Пять из этих объектов в 2016 году были объявлены целями наблюдений расширенной миссии Новых Горизонтов. В 13 цикле телескоп будет наблюдать 11 кандидатов в карликовые планеты и 5 целей наблюдений расширенной миссии Новых Горизонтов (один объект из них входит в оба списка). В ходе наблюдений телескоп будет искать следы летучих соединений на поверхности этих объектов размером больше 450 км, которые позволят отнести их к классу карликовых планет. Данные наблюдения будут продолжены телескопом Вебб после 2019 года. Вторая программа длительностью в 29.4 часов касается изучения 4 целей наблюдения расширенной миссии Новых Горизонтов: Chiron, Huya, 2010 JJ124 и 2002 KX14. Всего же в рамках этой миссии планируется пронаблюдать около 20 ТНО и Кентавров (2016-2020 годы):




    Теперь перейдем за пределы Солнечной Системы. В последние годы за счет инфракрасного обзора WISE быстро растет число ближайших известных систем. Программа 13 цикла продолжительностью в 276 часов продолжит определение параллаксов кандидатов WISE в близкие коричневые карлики. В новой программе будут наблюдаться те коричневые карлики, которые в оптическом диапазоне тусклее 20 звездной величины, то есть которые недоступны для наблюдений телескопом GAIA. Температура поверхности подобных коричневых карликов составляет 250-1100 Кельвинов. Продолжение наблюдений 9-10 цикла сконцентрируется на определение расстояния для всех коричневых карликов спектральных классов Т6 и позже в радиусе 20 парсек.

      Другие программы сфокусируются на изучении ближайших известных транзитных планет. Очень крупная программа продолжительностью тысячу часов (42 суток наблюдений) будет посвящена наблюдению уникальной системы TRAPPIST-1. 480 часов из программы будет потрачено на непрерывный мониторинг системы с целью обнаружения неизвестных объектов (планет, лун или троянцев) вплоть до размера Ганимеда. Другие 520 часов программы будут использованы для наблюдения 130 транзитов планет системы, что позволит измерить размеры планет с высочайшей точностью, а также поискать изменения во времени наступлений транзитов (тайминг транзитов). Вероятно, выделение такого огромного количества времени на телескоп Спитцер связано с тем, что точность фотометрии у телескопа Кеплер в рамках продленной миссии не является достаточно высокой.




   Ещё одна программа продолжительностью 132 часов проведет наблюдения ближайших транзитных теплых нептунов у красных карликов ранних спектральных типов: Глизе 436b и Глизе 3470b. Эти наблюдения измерят глубину транзитов этих планет на длине волн в 3.6 и 4.5 микрон, что позволит сравнить их с наблюдениями на более коротких волнах. В частности примерно в это же время на телескопе Хаббл с помощью спектрографа COS будет получен спектр планеты Глизе 3470b. Новые данные позволят исследовать возможность существования у теплых (температура поверхности ниже 1000 Кельвинов) нептунов метаногенных фотохимических туманов и сульфидных облаков. Ещё одна программа продолжительностью в 20 часов попытается обнаружить транзит недавно открытой планеты Глизе 3998 массой в 2 массы Земли и периодом обращения в 2.6 суток. Расстояние до планеты составляет 17.8 парсек при геометрической вероятности транзита в 8%. В зависимости от средней плотности размер планеты может составлять 1.2-1.8 радиусов Земли:



    Большая программа продолжительностью 554 часов займется изучением сразу 23 горячих юпитеров радиусом больше 0.8 радиусов Юпитера. Все из них уже исследовались (или планируют исследоваться) телескопом Хаббл, также их планируется изучать на телескопе Вебб. В ходе новых наблюдений телескопа Спитцер предлагается наблюдать вторичные затмения планет в обоих рабочих диапазонах телескопа, чтобы лучше определить их температуры поверхности. Ещё одна большая программа продолжительностью 660 часов будет изучать фазовые кривые семи транзитных планет. Такие наблюдения позволят изучить перенос тепла между дневной и ночной стороной. Для части наблюдаемых планет уже выполнялись наблюдения вторичных затмений на Спитцере и Хаббле. К этому времени фазовые кривые на телескопе Спитцер изучены для примерно десятка экзопланет:




   Ещё одна программа длительностью 18 часов посвящена наблюдениям транзитов очень разреженного субсатурна WASP-127b на 3.6 и 4.5 микрон. Данные наблюдения дополнят спектроскопию телескопа Хаббл, начиная с 0.3 микрон. В результате это позволит поискать в атмосфере планеты свидетельства наличия водорода, воды, натрия, калия и высотной дымки.

    Три программы 13 цикла касаются транзитных планет, обнаруженных в ходе расширенной миссии телескопа КеплераК2. По первой программе продолжительностью в 106.3 часов планируется изучить молодые планеты в Гиадах (K2-25b) и звездной ассоциации Верхний Скорпион (K2-33b). Обе эти планеты находятся у красных карликов спектральных типов M4.5 и M3.5 соответственно. В ходе программы планируется пронаблюдать сначала 6 транзитов этих планет, а затем ещё 5 транзитов на 3.6 и 4.5 микрон. В описании программы авторы отмечают, что основная цель изучения молодых транзитных планет заключается в исследование вопроса, являются ли спектры этих планет плоскими или нет (присутствует ли в них высотная дымка или нет)? Вторая программа продолжительностью в 36.5 часов также займется наблюдением транзитных планет в системе красного карлика - K2-21. В этой системе обнаружены две планеты радиусом в 1.6 и 1.9 радиусов Земли, которые находятся в орбитальном резонансе 5 и 3 к друг другу, в результате чего время наступления затмений планет системы изменяется со временем. В прошлом телескоп Спитцер уже отслеживал эти изменения, в 13 цикле он продолжит такие наблюдения. Данные наблюдения очень важны, так как большая активность звезды мешает высоточным измерения лучевой скорости. Третья программа продолжительностью 360 часов продолжит наблюдения 11-12 циклов по мониторингу интересных планет, найденных в ходе продленной миссии телескопа КеплерК2. К этому времени телескоп пронаблюдал 38 первичных или вторичных затмений 27 экзопланет. В ходе нынешнего цикла ожидается пронаблюдать ещё до 60 транзитов 40 экзопланет, которые находятся на 0-15 полях миссии К2. Такие наблюдения позволят уточнить периоды обращения планет, а также ограничить возможные изменения наступления затмений.



   Несколько программ 13 цикла сконцентрируются на изучении коричневых карликов. Первая из них продолжительностью в 16.2 часов проведет фотометрический мониторинг двух коричневых карликов 2MASS J10475385+2124234 и WISE J112254.73+255021.5. У этих коричневых карликов спектральных типов T6.5 и T6 зарегистрировано радиоизлучение и измерены периоды вращения: 1.77 и 1.30 часов соответственно. Данные коричневые карлики являются самыми холодными из всех, для которых удавалось регистрировать радиоизлучение. Ожидается, что измерения телескопа Спитцер на 4.5 микрон должны позволить изучить не только переменность этих объектов, но и попытаться впервые измерить скорость ветра у коричневых карликов. Вторая программа продолжительностью 41 час изучит переменность двух молодых и близких коричневых карликов WISEA 1147-2040 и 2MASS 1119-1137 спектральных типов L7. Недавно было обнаружено, что эти коричневые карлики являются участниками молодой группы ТW Гидра с возрастом всего в 10 миллионов лет. Поэтому масса этих объектов составляет только 5-6 масс Юпитера, что делает их самыми маломассивными близкими одиночными коричневыми карликами из известных. Изучение переменности этих объектов позволит оценить эволюцию поверхностной гравитации и углового момента таких объектов. Третья программа продолжительностью 30.6 часов проведет мониторинг двух ярких L0-карликов с целью изучения их облачности. Прошлые исследования показали, что облака у более холодных коричневых карликов существуют только несколько часов или суток. В тоже время наблюдения телескопом Кеплер L1-карлика показало существование облачной структуры в течение 2 лет и более. На 10-ом поле продленной миссии телескопа Кеплер будут наблюдаться два ярких L0-карлика, это же поле будет наблюдаться и во время 17-ой кампании миссии К2. В результате этого можно будет оценить продолжительность существования облаков от нескольких часов до нескольких лет. Это в свою очередь позволит определить насколько распространенным является долгоживущее пятно у L1-карлика основной миссии телескопа Кеплер. Четвертая программа продолжительностью 15.7 часов пронаблюдает два вторичных затмения (по одному на волнах в 3.6 и 4.5 микрон) транзитного коричневого карлика R147-BD. Этот объект массой в 36 масс Юпитера недавно был обнаружен у яркого (K=10.7) солнечного аналога (температура поверхности 5800 Кельвинов), входящего в состав старого (возраст 3.0 миллиардов лет) рассеяного скопления Ruprecht 147. Вероятно открытие сделано телескопом Кеплер – скопление наблюдалось на 7-ом поле миссии К2. Так как возраст скопления хорошо известен, то изучение этого коричневого карлика позволит уточнить эволюционные модели данного класса астрономических объектов. Предполагается, что объект R147-BD только из-за внутренного тепла должен обладать температурой поверхности в 800 Кельвинов. В тоже время по причине нагрева от звезды при нулевом альбедо его температура поверхности должна повышаться до 1125 Кельвинов. В результате R147-BD является первым коричневым карликом, для которого размер внутреннего и внешнего источника энергии примерно равен друг другу. Это позволит изучить влияние звездного излучения на атмосферу коричневого карлика. Наблюдения новой программы должны прояснить три вопроса. Во-первых, оценить насколько отличает такой объект от одиночных коричневых карликов с такой же массой, возрастом и радиусом. Во-вторых, оценить, на что более похожа атмосфера дневной стороны R147-BD – на одиночные коричневые карлики подобной массы или на горячие юпитеры с такими же температурами? В-третьих, изучить облачность данного объекта. В заключение ещё раз стоит напомнить, что скопление Ruprecht 147 считается уникальным по расстоянию и возрасту:



   Несколько программ 13 цикла касаются молодых звезд с известными околозвездными дисками. Первая из таких программ продолжительностью 1.3 часа займется поиском планет в системе Эта Ворона. Эта близкая (18 парсек) молодая (1.2 миллиарда лет) звезда спектрального класса F2V примечательна очень массивным поясом Койпера (недавно его удалось даже разрешить с помощью инфракрасного телескопа Гершель и камеры PACS). Также в этой системе обнаружен внутренний пояс теплой пыли (радиусом около 3 а.е.), существование которого может говорить о том, что в системе происходит стадия поздней тяжелой бомбардировки. Внутренний пояс теплой пыли лежит вблизи зоны жизни и подробно исследовался инфракрасными телескопами IRTF и Спитцер с помощью камер IRS и SpeX. Кроме того, светимость внутреннего пояса теплой пыли последние 4 года отслеживается с помощью камеры IRAC телескопа Спитцер. Эти наблюдения показали стабильность блеска пояса теплой пыли. В дополнение в 2012 году был произведен поиск удаленных субзвездных объектов в окрестностях эвезды Эта Ворона, влияние которых могло запустить процесс поздней тяжелой бомбардировки. Этот поиск обнаружил три объекта, которые могут быть спектральных классов от позднего Т до Y. Один из этих объектов может являться планетой массой в 3-5 масс Юпитера в 360 а.е. от звезды. Новые наблюдения в 13 цикле должны проверить общее собственное движение этих объектов относительно системы Эта Ворона. Ещё одна программа продолжает инфракрасный мониторинг звезды Табби (KIC 8462852), в которой также подозревается процесс поздней тяжелой бомбардировки. Подробнее об этих наблюдениях я писал здесь. Третья программа продолжительностью 120 часов займется поиском переменности протопланетных дисков. Изучение переменности протопланетных дисков позволяет изучить размеры сталкивающихся астероидов и частоту таких событий. Новая программа продолжит, с одной стороны изучение систем, где уже обнаружена переменность протопланетных дисков, а с другой стороны изучит системы протопланетных дисков с ярковыраженными выбросами. Данная программа является подготовкой к спектроскопии на будущем телескопе Вебб. Четвертая программа длительностью в 21.4 часов займется изучением системы белого карлика с испаряющимся астероидом. В описание этой программы сообщается, что совместные внеплановые наблюдения Спитцера 29 марта 2016 года с другими телескопами впервые показали, что транзиты в системе обладают переменной глубиной в разных длинах волн. Новые наблюдения 13 цикла будут отслеживать систему в течение следующих двух лет. Это позволит поискать изменения вещества околозвездного диска и пылевого хвоста разрушающегося астероида.



 Ещё одна короткая программа продолжительностью в 2.6 часов проведет наблюдения переменной звезды EX Lup. Данная звезда относится к молодым звездам, у которых наблюдаются мощные вспышки по причине аккреции вещества протопланетного диска на саму звезду. Наблюдения на телескопе Спитцер дополнят данные наземных телескопов в оптическом и инфракрасном диапазоне. Данные наблюдения должны отделить излучение звезды по причине аккреции вещества протопланетного диска от переменности звезды, связанной с её вращением.


   Несколько программ 13 цикла касаются обзорных наблюдений крупных участков неба. По первой программе из них продолжительностью 59 часов предлагается последний раз взглянуть на туманность Ориона. Впервые эту область телескоп Спитцер наблюдал в 2004 году, и с тех пор за прошедшее десятилетие тумманость наблюдалась телескопами Спитцер, WISE, Хаббл и Гершель. Последний обзор Спитцера должен позволить:
1)     определить выбрасываемые звезды из скопления
2)     уточнить собственные движения участников скопления
3)     определить скорость аккреции у протозвезд со вспышками
4)     исследование объектов Хербига — Аро позволит определить прошлые вспышки молодых звезд

   Кроме того новая программа включает высокочастотный обзор облака L1641 в Орион А для определения:

1) истории звездобразования в Орион А
2) исследование эволюции переменности в среднем инфракрасном диапазоне от протозвезд до молодых звезд (которые ещё не находятся на главной последовательности)
3) поиск периодичности для обнаружения протозвезд с транзитными протопланетными дисками
4) исследование корреляции зависимости процессов во внутренних частях дисков от окружающей их среды

   Ожидается, что обзорные наблюдения туманности Ориона телескопом Спитцер останутся уникальными до запуска телескопа WFIRST.




   Вторая программа продолжительностью 198.8 часов произведет повторный обзор 14 полей общей площадью 53 квадратных градусов во внутренних областях Млечного Пути (6-45 градусов галактической долготы). Эти области недавно наблюдались в рамках 3 и 4-ой фазы проекта SDSS (обзоры APOGEE и APOGEE-2 по спектроскопии нескольких тысяч красных гигантов). Данные новой программы будут объединены с прошлым обзором в 2004-2005 годах для определения собственных движений большого количества звезд. Кроме того объединение новых данных с прошлой программой 12 цикла по фотографированию 43 квадратных градусов центральной части галактики (галактическая широта меньше 2 градусов и галактическая долгота меньше 5 градусов) вместе окном Бааде позволит определить собственные движения более 25 миллионов источников. Сочетание собственных движений от Спитцера с измерениями лучевых скоростей от обзоров APOGEE позволит изучить галактический диск и бар. Также новые данные помогут понять механизм формирования бара, теоретическая разработка которого началась после открытия быстродвижущихся звезд в баре (одно из первых открытий проекта APOGEE). Ожидается, что в ходе новой программы будет найдено около 150 быстродвижущихся объектов, которые могут быть субзвездной природы, а также хорошими кандидатами для событий микролинзирования.

   Ещё одна программа продолжительностью 700 часов займется продолжением наблюдений событий микролинзирования, во многих из которых известны планеты. Ожидается, что во время новой программы удасться измерить микролинзовые параллаксы 700 событий микролинзирования, среди которых будет 18 планет. Данные наблюдения позволят оценить пространственное распределение планетных систем сразу во всей галактике. Ранее телескоп Спитцер уже проводил подобные наблюдения, в том числе и с космическим телескопом Кеплер. Новые наблюдения будут значительно более чувствительны к планетам, так как они будут наблюдать обнаруженные события новой микролинзовой наземной сети KMTNet. Эта сеть сейчас наблюдает 80 квадратных градусов неба каждые 24 минуты 24 часа в сутки. Также наблюдения станут очень полезными для определения статистики других незвездных объектов, к примеру, встречаемости одиночных коричневых карликов. Планируется, что 13% событий будут включать в себя двойные линзы с коричневыми карликами, нейтронными звездами или черными дырами. Эти наблюдения будут в будущем продолжены телескопом WFIRST.



   Другая программа продолжительностью в 172 часов заключается в последнем обзоре Малого Магелланового облака вместе с перемычкой, связывающую эту галактику с Большим Магеллановым облаком. Площадь обзора составит 30 квадратных градусов, он будет выполнен в двух фильтрах (3.6 и 4.5 микрон) в конце 2017 года. Данные новой программы будут совмещенны с прошлыми обзорами в 2005-2008 годах. Обзоры Спитцера позволяют обнаружить более тусклые источники в этой близкой галактике, бедной тяжелыми элементами. Также ожидается изучить переменность звезд и пылеобразование на последних стадиях эволюции звезд. Кроме того планируется поискать в данных, сделанных с интервалом в 12 лет близкие коричневые карлики, которые недоступны для обнаружения в данных WISE и Gaia. Такие объекты могут быть полезными по причине высокой вероятности событий микролинзирования на фоне плотных звездных полей близкой галактики, что позволит определить массу одиночных коричневых карликов.

   Наконец уникальная программа продолжительностью 5286 часов (больше 7 месяцев!) проведёт очень чувствительный обзор неба для изучения очень далеких галактик и первых массивных черных дыр с красным смещением больше z=7. Данный обзор нужен для будущих космических телескопов Эвклид, WFIRT и Вебб. Этот обзор покроет 20 квадратных градусов неба (каждая область будет сниматься по 2 часа) между CDFS (Chandra Deep Field South) и северным эклиптическим полюсом. Ожидается найти в данных этой программы самые далекие квазары. Прогнозируется, что данный обзор может быть непревзойден в течение нескольких десятилетий.



Tags: телескоп Спитцер, экзопланеты
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.
  • 18 comments