za_neptunie (za_neptunie) wrote,
za_neptunie
za_neptunie

Успешное начало миссии телескопа TESS и продолжение экзопланетных обзоров (часть 3)



   Позапрошлой ночью (в США запуск был произведен в ясный день) состоялся успешный запуск космического телескопа TESS с мыса Канаверал. Запуск стал 54-ым запуском ракеты Falcon-9, 8-ым запуском SpaceX в этом году и последним запуском новой ступени типа “Блок-4”. Серия успешных запусков РН Falcon-9 возросла до 26, число успешных посадок на морские и наземные баржи до 24.



   Посадка на баржу оказалась очень точной:



   Выведение аппарата на рабочую орбиту планируется в ближайшие два месяца. В зависимости от точности выведения на финальную орбиту, на борту телескопа останется топливо на 2-15 лет работы.



   Интересно, что вторая ступень после отделения вышла на гелиоцентрическую орбиту. Это стало вторым случаем вывода искусственных объектов на межпланетную траекторию с помощью ракет компании SpaceХ. Блог миссии сообщает об успешном развертывании солнечных батарей телескопа и подготовке к дополнительным включениям двигателя телескопа для его перехода на окончательную орбиту.

   Кроме того стоит продолжить обзор по последним новостям в мире экзопланет.

    1)      В то время как космические телескопы в ходе поисков транзитных планет стабильно удерживают первое место по количеству открываемых планет, спектрографы через измерение лучевых скоростей звезд продолжают открывать всё более долгопериодические планеты и коричневые карлики:



    А) Группа математиков, проанализировав все доступные данные по одной из ближайших звезд Эпсилон Индейца, предположила, что линейный тренд лучевой скорости этой звезды вызван планетой массой 2-5 масс Юпитера с периодом обращения в 48-80 лет. Предполагаемый сигнал планеты у Эпсилон Индейца (красной линией показано возможное решение с периодом в 52 года):





    Обозначения LC и VLC отмечают спектры и измерения спектрографа CES, а обозначения HC и и postCF спектры и измерения спектрографа HARPS. В работе сообщается, что к настоящему времени для звезды на спектрографе HARPS получены 4198 спектров, из них 3636 спектров низкого отношения сигнала к шуму в рамках двухнедельной астросейсмологической кампании. Поэтому за основу анализа взяты 518 спектров низкого разрешения.

    Б) В другой работе рассказывается об измерениях лучевой скорости звезды Gl 758, которые позволили определить период обращения (90-120 лет) и массу (35-60 масс Юпитера) сфотографированного коричневого карлика. Близкая (15.7 парсек) и яркая (V=6.3) звезда спектрального типа G8 стала целью наблюдения трех спектрографов: Tull Coude (установлен на 2.7-метровом телескопе техасской обсерватории МакДональда), HIRES (установлен на 11-метровом телескопе Кек обсерватории Маун Кеа) и APF (установлен на 2.4-метровом телескопе Ликской обсерватории). Первый из них с 4 ноября 1998 года получил 119 измерений лучевой скорости. Второй спектрограф получил 262 спектров звезды с 2006 года. Третий спектрограф 250 измерений лучевой скорости с 2013 года.




    С другой стороны регулярное фотографирование коричневого карлика Глизе 758 B показало заметное изменение его положения относительно звезды:



   Предполагается, что коричневый карлик пройдет перицентр своей орбиты около 2040 года:






    В работе особо отмечается, что Глизе 758 В стал наименее массивным коричневым карликом, для которого с помощью метода лучевых скоростей был зарегистрирован линейный тренд.

    В) Ещё одна работа сообщает о продолжающейся работе по подтверждению планетного кандидата у очень яркой звезды Альдебаран (альфа Тельца). В настоящее время Альдебаран стал целью наблюдений уже 7 спектрографов:




   Все наблюдения говорят о наличии у звезды периодического колебания лучевой скорости, которое заметно искажает вероятная активность самой звезды:



   С) В другой работе сообщается о последних наблюдениях ещё одной очень близкой (как и Эпсилон Индейца ближе 5 парсек) планетной системы красного карлика Глизе 15 А. В настоящее время эту систему активно наблюдают два спектрографа (HIRES и северный Харсп). Первый спектрограф между 13 января 1997 года и 11 декабря 2014 года получил 169 измерений лучевой скорости со средним отклонением в 0.84 метра в секунду. Второй спектрограф получил между 27 августа 2012 и 18 января 2017 года 115 измерений лучевой скорости (из них 49 измерений были получены в рамках программы GAPS итальянских астрономов, а 67 измерений в наблюдательное время испанских астрономов в рамках программы HADES).





      Анализ измерений этих двух спектрографов показывает сигналы двух планет:



    Первая из них обладает минимальной массой около 3 масс Земли, периодом обращения в 11.44 суток и полуамлитудой лучевой скорости в 1.7 метров в секунду. Впервые о наличии этой планеты было сообщено ещё в августе 2014 года по результатам проекта Eta-Earth Survey (117 измерений HIRES до декабря 2011 года). Тогда называлась намного большая минимальная масса планеты – 5.3 массы Земли при полуамплитуде 2.9 метров в секунду. Возможно, поэтому эта планета не была подтверждена в работе участников проекта нового инфракрасного спектрографа CARMENES от сентября 2017 года. В этой работе анализировалось 174 измерений спектрографа CARMENES, сделанных между январем 2016 года и апрелем 2017 года (из них для анализа было отобрано 92 измерения) и 358 измерений, сделанных спектрографом HIRES до 2014 года. Этот анализ показал переменность (появление и исчезновение) 11.44-суточного сигнала в разные годы. С другой стороны последняя работа подтверждает второй сигнал планеты, впервые показанный группой CARMENES: периоды обращения 7030+970−630 суток и 7600 суток соответственно в обеих работах, а минимальная масса 68+5-2 масс Земли против 36+25-18 масс Земли соответственно. В итоге планета Глизе 15Ас является наиболее долгопериодичным сатурном из известных на сегодняшний день.

2)      Кроме поисков долгопериодических планет и коричневых карликов продолжается и поиск аналогов пояса Койпера у известных планетных систем. Хотя инфракрасный космический телескоп "Гершель" прекратил свою работу еще в 2013 году, анализ его наблюдений продолжается. Так в недавней работе приводятся результаты наблюдений 21 маломассивной звезды с известными планетами в радиусе 20 парсек. Эти наблюдения подтвердили существование аналогов пояса Койпера у системы Глизе 581, и обнаружили ранее неизвестные пояса Койпера у звезд GJ 433 и GJ 649. В результате этого доля планетных систем у красных карликов с поясами Койпера была оценена в 14%, хотя в целом по результатам программы DEBRIS у красных карликов эта доля составляет только 1.2%. Список наблюдавшихся звезд:



    Из отобранных 21 звезд на телескопе “Гершель” удалось пронаблюдать 16 звезд (среди них есть и 3 звезды поздних спектральных классов К). В ходе другой программы DEBRIS наблюдалось ещё 5 звезд: GJ 15 A, GJ 581, GJ 687, GJ 842 и GJ 876. Снимки телескопа “Гершель” с открытыми дисками:




     Схематичное изображение поясов Койпера у известных планетных систем красных карликов (прямые линии обозначают чувствительность при измерениях лучевых скоростей):



3)      В недавнем обзоре по микролинзированию обобщаются будущие перспективы метода поиска экзопланет через микролинзирование. Микролинзирование позволяет обнаруживать наиболее далекие экзопланеты:



   На правом слайде выше наглядно показывается, что большим потенциалом обладают поиски событий микролинзирования с помощью наблюдений в инфракрасном диапазоне. В частности первые такие наблюдения (обзор на гавайском инфракрасном телескопе UKIRT) позволили обнаружить на земном небе ближайшую планетную систему к центру нашей галактики - UKIRT-2017-BLG-001Lb. Это связано с тем, что направление на центр нашей галактики закрыто плотными скоплениями пыли, и поэтому наблюдения в инфракрасном диапазоне обладают большим преимуществом по сравнению с наблюдениями в оптическом диапазоне.

4)      Другой обзор рассказывает о перспективах космических телескопов для сверхточного измерения лучевых скоростей звезд. В рамках проекта EarthFinder предлагается запустить 1.4-метровый космический телескоп для получения спектров звезд в трех различных диапазонах (200-380, 380-900 и 900-2500 нанометров) с очень высоким спектральным разрешением (R>150 000). Ожидается, что подобный телескоп значительно превысит возможности и современных (синяя линия) и будущих спектрографов (зеленая линия):



  Приведенный на графике спектрограф NEID, разрабатываемый для телескопа WIYN по своим возможностям близок к другим похожим будущим спектрографам (EXPRES для 4-метрового телескопа канала Дискавери и ESPRESSO для 8-метровых телескопов VLT). Планируемой задачей телескопа EarthFinder в случае реализации станет 5-летний обзор 42 звезд, находящихся вблизи эклиптических полюсов. Отмечается, что только космический телескоп способен проводить непрерывные наблюдения звезд (для сравнения зеленым цветом показаны прогнозируемые измерения спектрографа NEID):



   На вышеприведенном графике слева показаны 137 измерений наземного спектрографа и 396 измерений космического телескопа, а справа статистическая значимость двух землеподобных планет с периодами обращения в 120 и 300 суток (вызываемые полуамплитуды колебаний лучевой скорости 7 и 9 см в секунду).

   В связи с этим отмечается, что стоимость подобного телескопа (полмиллиарда долларов сравнима с сетью наземных 8-метровых телескопов, стоимость каждого из которых может составлять 50-100 миллионов долларов). Кроме космического телескопа существует несколько альтернативных вариантов спектрографов для поисков аналогов Земли:


- создание двух аналогов солнечного телескопа северного спектрографа HARPS (diffraction-limited test-bed echelle spectrometer и Fourier Transform Spectrometer) у которых точность измерения лучевых скоростей вырастет с 20 см в секунду до 1 см в секунду;
- создание инфракрасного спектрографа с высоким спектральным разрешением для стратосферной обсерватории SOFIA;
- создание спектрографа с высоким спектральным разрешением для аэростатной миссии (возможно использование небольшого солнечного телескопа с диаметром меньше 10 см);
- создание спектрографа для небольшого спутника (проект SmallSat с бюджетом в 30 миллионов долларов, научный руководитель Beichman) с солнечным телескопом.
Как видно из описания альтернативных проектов, большинство из них представляют собой попытку увеличения точности измерений лучевой скорости через наблюдение ярчайшей звезды земного неба – Солнца с помощью небольших телескопов (солнечные телескопы).

Продолжение следует
Tags: nasa, обзор, телескоп TESS, экзопланеты
Subscribe
promo za_neptunie июль 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 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.
  • 0 comments