za_neptunie (za_neptunie) wrote,
za_neptunie
za_neptunie

Categories:

Уникальное открытие во внешней периферии Солнечной Системы

   28 сентября группа С. Шеппарда опубликовала открытие третьего объекта редчайшей популяции объектов Солнечной Системы – седноидов. Всего через месяц, эта же группа астрономов сделала ещё более уникальное открытие. 10 ноября в рамках проекта по поиску седноидов на северном небе с помощью уникального телескопа Субару был обнаружен рекордно далекий объект из известных объектов в Солнечной Системе. На снимках созвездия Тельца, сделанных с интервалом в 1 час и проницанием до 25-26 звездной величины, хорошо виден точечный объект с видимым блеском около 24.5 звездных величин:



   Наблюдаемая скорость движения этого объекта составляет всего одну угловую секунду в час. Для сравнения у Эриды этот показатель составляет 1.5 угловых секунд в час, а у Седны около 1.75 угловых секунд в час. Видимое движение по земному небу очень далеких объектов Солнечной Системы почти полностью вызвано орбитальным движением Земли.  В связи с этим вычисления показывали, что новый объект находится гораздо дальше, чем Эрида или Седна – примерно в 120-130 астрономических единицах от Земли.

   Для сравнения рекорд Эриды, как самого далекого из известных объектов Солнечной Системы до этого момента держался 13 лет. Интересно отметить, что три года назад группа Шепарда уже заявляла об открытие рекодно далекого объекта в 103 астрономических единицах, который был обнаружен в созвездии Рыб. Однако последующие наблюдения показали, что он находится примерно на 15 астрономических единиц ближе. Тем не менее, этот объект 2015 года стал третьим из известных на сегодняшний день седноидов.


   В случае с ноябрьским открытием этого года, дальнейшие наблюдения подтвердили факт нахождения нового объекта на рекордно далеком расстоянии от Земли. Для этого 6.5-метровый телескоп Магеллан провел 9 новых наблюдений с 3 по 12 декабря. Объект получил официально обозначение Центра малых планет (2018 VG18) и неофициальное имя Farout (в переводе с английского языка “отдаленный”). Новые наблюдения подтвердили рекордную удаленность  нового объекта. Опубликованная орбита Центра малых планет 2018 VG18 обладает перицентром в 22 астрономические единицы, и апоцентром в 169 астрономических единиц. Тем не менее, нынешние данные не позволяют точно определить параметры орбиты. Она может быть как с низким перицентром (наподобие объектов рассеянного диска и Кентавров), так и высоким перицентром (наподобие седноидов). Не исключен даже вариант круговой орбиты (некоторые теоретики предполагают существование дополнительного пояса малых планет, который находится дальше пояса Койпера).

    Новый объект обладает достаточно большим размером – вероятно около 500 км. Об этом говорит определенная величина его абсолютного блеска – примерно 3.6 звездных величин. По этому показателю новый объект занимает 17-23 место:



    Фактически открытый объект является крупнейшей находкой после обнаружения 2013 FY27, который в свою очередь крупнейшая находка всего обзора С. Шеппарда. Тот факт, что крупнейшие находки последних лет сделаны именно обзором С. Шеппарда является следствие того, что этот обзор в настоящее время обладает наибольшей площадью покрытия среди поисковых обзоров ТНО, из тех которые обладают большой чувствительностью (24-26 звездных величин). До обзора С.Шеппарда в открытиях крупнейших ТНО лидировал обзор М.Браун, который осуществлялся с помощью 1.2-метрового Паломарского телескопа. Именно Паломарский обзор открыл большинство крупнейших объектов во внешних областях Солнечной Системы.

    Проницание Паломарского обзора в 2002-2007 годах составляло 21-22 звездных величин. Это позволило обнаружить крупнейшие объекты пояса Койпера, которые пропустил обзор К.Томбо 20 века со скромным проницанием в 15 звездных величин.

   Если К.Томбо и М.Браун обладали возможностью использовать лучшие (на тот момент) обзорные телескопы много лет подряд, то группе С. Шеппарда приходится сложнее. Их наблюдательные возможности за 6 лет с 2012 года ограничены лишь примерно сотней наблюдательных ночей на крупнейших обзорных телескопах мира (имени Бланко в южном полушарии и Субару в северном полушарии). Фактически  группа может использовать лишь несколько наблюдательных ночей в год на каждом из двух телескопов. Хотя новый обзор примерно на 2-3 звездных величин лучше, чем прошлые обзоры, скромное количество выделенного наблюдательного времени вынуждают группу подтверждать  лишь те объекты, которые в момент обнаружения находятся дальше 50 а.е. от Земли (т.е. находятся за внешним краем пояса Койпера). Во многом, поэтому основной задачей обзора называется поиск седноидов, у которых перицентры орбит находятся за внешним краем пояса Койпера. В связи с этим поиск новых объектов делается путем получения только 2-3 снимков одного и того же участка неба. К настоящему времени обзор Шеппарда покрыл больше 2 тысяч квадратных градусов неба вблизи эклиптики:



   Как видно из карты, 2018 VG18 был открыт примерно в том же районе неба, где были обнаружены все известные седноиды. Это значительно увеличивает шансы, что 2018 VG18 так же является седноидом. Кроме того карта показывает, что в настоящее время обзор Шеппарда практически избегает галактической плоскости. Вероятно, это связано с тем, что на район галактической плоскости приходится слишком большая плотность звезд. В результате этого последовательности из 2-3 снимков являются недостаточными для обнаружения движущихся объектов среди большого количества звезд. Этим недостатком обзора С. Шеппарда и воспользовался М. Браун, который проводит ещё один крупный обзор с целью поиска самых удаленных объектов Солнечной Системы (так называемый поиск планеты 9). С конца 2015 года на телескопе Субару осуществляется обзор участка неба в созвездии Орион площадью около 800 квадратных градусов. Для улучшения возможности обнаружения далеких объектов, планируется, что в ходе обзора будут получены по восемь снимков каждого участка неба. Для получения снимков с чувствительностью в 25 звездных величин 8-метровом телескопу достаточно длительности экспозиций по 90 секунд. Дополнительным преимуществом нового обзора называется открытие 200 тысяч астероидов, 10 тысяч объектов пояса Койпера и около 1500 затменных переменных звезд. Последнее является очень важным, так как ожидается, что примерно сотня открытых переменных звезд, будут располагаться на удаление в 100-700 тысяч парсек (сейчас считается, что внешняя граница нашей галактики находится на удаление в 300 тысяч парсек от её центра). Изучение распределения звезд во внешней периферии галактики позволяет улучшить понимание структуры темного гало Млечного Пути.



    К настоящему времени, проект М.Брауна близок к завершению. 10 декабря “Pluto killer” рассказал в своём твиттере, что в нынешнем декабре удалось получить снимки неба в течение сразу 7 ночей подряд. Если девятая планета находится в зоне поисков, то вероятность её обнаружения составляет 90-95% (оставшиеся 5-10% означают вероятность того, что объект сольётся со звездами). Данные за неделю в декабре покрыли около 85% поисковой зоны всего обзора М.Брауна. Оставшаяся часть обзора приходится на наиболее плотные звездные поля Млечного Пути. Основные поиски там начнутся в феврале 2019 года.  С нынешними данными М.Браун оценивает вероятность обнаружения девятой планеты в 80%. Ожидается, что эти данные будут проанализированы к концу января. По словам астронома для исключения оставшихся 20% потребуется многократное увеличение объёмов наблюдений на телескопе. В целом же сейчас М.Браун оценивает вероятность существования девятой планеты в 99.8%. Последняя цифра фигурирует в неопубликованной теоретической работе астронома, которая должна стать общедоступной в январе.

    Очевидно, что последние обзоры С. Шеппарда и М.Брауна, откроют большинство крупнейших и наиболее далеких ТНО с видимой яркостью до 24-25 звездной величины, которые не были открыты до сих пор. Это связано с тем, что их наиболее вероятное расположение находится вблизи эклиптики. Эклиптическая область неба по площади значительно меньше общей площади всего неба. С другой стороны в последние годы активно обнаруживают новые неизвестные ТНО другие обзоры (PS1, DES и SkyMapper), которые обладают меньшей чувствительностью, но большей величиной покрытия.



  Недавний анализ 69 тысяч снимков космологического обзора DES за 2012-2016 годы обнаружил несколько десятков неизвестных ТНО (синие отметки) и Кентавров (красные отметки). Кроме того на этих же снимках было обнаружено 1,7 миллионов изображений 140 тысяч астероидов главного пояса. Источник.

   В целом большое количество нынешних поисковых обзоров может привести к резкому уменьшению количества уникальных открытий, которые будут сделаны на строящемся 8-метровом телескопе LSST. Это может случиться даже с учетом планируемого увеличения северной границы его обзора с 2 до 32 градусов северного склонения, так как чувствительность главного обзора на LSST будет составлять 24-25 звездных величин. В теории может даже оказаться, что рекорд 2018 VG18 продержится примерно столько же времени, сколько до этого продержался рекорд Эриды. Это связано с тем, что видимый блеск объектов Солнечной Системы обратно пропорционален расстоянию от Солнца в четвертой степени.



   То есть удаление Эриды с 100 до 200 а.е. приведет к уменьшению её видимого блеска в 8 раз (с 17 до 20 звездной величины). Кроме того очевидно, что с удалением от пояса Койпера будет уменьшаться и плотность очень крупных ТНО (чем массивнее объект, тем сложнее Нептуну его вытолкнуть на более вытянутую орбиту).



  Возможности в обнаружении троянцев Нептуна в ходе расширенного обзора LSST

   Естественно при этом обзор LSST откроет многие десятки тысяч небольших объектов пояса Койпера (с размером около 100 километров), так как нынешние обзоры уделяют мало внимания обычным объектам пояса Койпера.


    Кроме того продолжаются поиски девятой планеты на снимках космического телескопа WISE. Недавно была произведена перезагрузка проекта Zoouniverse Backyard Worlds: Planet 9, которая заключается в добавление двух дополнительных годов снимков телескопа в WISE в поисковые анимации. Это позволило увеличить на 50% интервал между первым и последним снимком в поисковых анимациях. Кроме того сложение большего количества снимков позволило увеличить чувствительность при поисках от 41% на снимках эклиптического экватора до 10 раз на снимках эклиптических полюсов. Кроме того были улучшены алгоритмы вырезания “статичной” части снимков (неподвижных ярких звезд и артефактов). Пример прошлой и новой поисковой анимации с самым холодным из известных коричневых карликов (оранжевая точка):



   При этом авторы проекта отмечают, что решили сначала выполнить перезагрузку для той 1/3 неба, в которой ещё не производился поиск неизвестных движущихся объектов (к моменту перезагрузки 50 тысяч волонтеров проекта проанализировали снимки примерно 2/3 всего неба).

   Параллельно твиттер проекта продолжает сообщать о процессе подтверждения кандидатов в открытиях проекта. Так в одном из сообщений от 3 ноября говорится о том, что проект открыл больше ¼ известных коричневых карликов спектрального класса Y. В других сообщениях говорится о работе по подтверждению коричневых карликов спектральных типов поздний L-класс (объект обладает необычным цветом) и Т3-класс в 20 парсек от нас. Среди других кандидатов встречаются двойные системы, а также системы, у которых определен параллакс с помощью телескопа Gaia. Ещё одно сообщение говорит о том, что недавно в Astrophysical Journal Letters была отправлена для рецензирования вторая научная работа об открытии проекта.
Одновременно появилось новое исследование по поводу возможности обнаружения неизвестных планет Солнечной Системы с помощью наземных телескопов для изучения реликтового излучения. В таблице ниже приведены основные проекты подобных телескопов:



   SPT-SZ работает в Южном полушарии, SO и CMB-S4 будут работать в Чили. Как видно из таблицы большим минусом субмиллиметровых телескопов остаётся их низкое угловое разрешение. В связи с этим для поисков кандидатов в неизвестных планеты Солнечной Системы планируется использовать снимки оптических обзоров (прежде всего телескопа LSST).
Чувствительность наземных субмиллиметровых телескопов позволяет обнаружить планету размером с Нептун до нескольких тысяч а.е., а планету размером с Землю до несколько сотен а.е. Естественно с выводом подобных телескопов в космос (проекты “Миллиметрон” и OST) чувствительность подобных телескопов вырастет ещё на порядок.
Tags: ТНО (транснептуновый объект), девятая планета, обзор, рекорд
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.
  • 16 comments