za_neptunie (za_neptunie) wrote,
za_neptunie
za_neptunie

Category:

Телескоп Спитцер обнаружил первую транзитную планету у коричневого карлика спектрального типа L



   Многолетняя задержка запуска телескопа JWST привела к продлению работы уникальной космической обсерватории “Спитцер”. Если ранее предлагалось завершить работу обсерватории ещё в конце 2018 года, то теперь работа космической миссии продлена как минимум до января 2020 года. В результате этого космический телескоп продолжает выполнять уникальные  исследования ближайших систем к Солнечной Системе.

   В настоящее время телескоп осуществляет 14-ый цикл (научные программы работы утверждаются ежегодно). В дополнение хозяева телескопа запланировали в этом году три больших конкурса по распределению внеплановых наблюдательных заявок для получения 2500-3000 часов наблюдений на телескопе. Эти конкурсы были назначены на 8 февраля, 10 мая и 10 сентября. В начале марта стали известны результаты первого конкурса. В списке утвержденных программ  можно отметить три важные программы по изучению ближайших систем к Солнечной Системе.

   Во-первых, одна из утвержденных внеплановых программ сообщает о первом открытие большой программы по поиску транзитных планет, которая осуществляется в 14 цикле. Как говорилось ранее, в 14 цикле была утверждена большая (45 суток наблюдений) программа по поиску транзитных планет у 15 ближайших и ярчайших коричневых карликов. Для увеличения шансов обнаружения транзитных планет, для программы были специально отобраны такие коричневые карлики, у которых наблюдается минимальное отклонение плоскости их экватора от направления к земному наблюдателю. Каждую цель планировалось наблюдать трое суток для поиска таких планет, орбиты которых лежат вблизи зоны обитаемости. Так как “Спитцер” является уникальным инфракрасным телескопом, его чувствительности хватает для обнаружения у коричневых карликов транзитных планет размером даже с Марс. В описании программы специально отмечалось, что любая обнаруженная планета в ходе программы будет являться идеальной целью для поисков биомаркеров с помощью телескопа JWST.



До недавнего времени планетная система TRAPPIST-1 являлась единственной известной планетной системой у ультрахолодых карликов

    В недавно утвержденной программе и сообщается о первом успехе нового обзора. В описании программы говорится о первом открытие экзопланеты у L-карликов. Речь идет о субземле (размер планеты меньше чем у Земли), которая обращается вокруг коричневого карлика спектрального класса L1.5 с массой в 0.076 масс Солнца. Отдельно отмечается, что планета является потенциально обитаемой. Трехсуточные наблюдения “Спитцер” позволили обнаружить только один транзит планеты. В связи с этим для уточнения периода обращения планеты требуются дополнительные  наблюдения (по всей видимости, период обращения планеты близок к удвоенному значению длительности первых наблюдений – около 6 суток). Естественно новая программа длительностью 316.8 часов (13.2 суток) может обнаружить и другие транзитные планеты в системе.

   Интересно, что архив наблюдений “Спитцер” позволяет почти точно определить название новой уникальной планетной системы. К настоящему времени “Спитцер’ провел 3-суточные  наблюдения программы с кодом 14131 только для 3 из 15 коричневых карликов (все наблюдения прошли в ноябре 2018 года). Можно привести названия этих трех систем в Симбаде (значения параллаксов и спектральных типов взяты оттуда же):

  1. 2MASSI J0019262+461407 (параллакс 26.0858 [0.1696] mas, спектральный тип M8)

  2. 2MASS J15010818+2250020 (параллакс 93.4497 [0.1945] mas, спектральный тип M8.5)

  3. 2MASS J18071593+5015316 (параллакс  68.3317 [0.1280] mas, спектральный тип L1).


    Из списка этих трех объектов следует, что спектральный тип L1 есть только у последнего объекта. Это означает, что новая планетная система находится почти также близко как и TRAPPIST-1 (14.7 парсек против 12.5 парсек). В связи этим без сомнения, и эта планетная система станет целью интенсивных наблюдений JWST.

   Последнее открытие ещё раз доказывает крайне большую распространенность небольших планет в зоне обитаемости коричневых карликов. В недавней презентации на 5-ой научной конференции по результатам космического телескопа “Кеплер” говорится о том, что если системы подобные TRAPPIST-1 находятся у 100% ультрахолодных карликов, то вероятность обнаружения хотя бы одной подобной системы “Кеплером” составляет 73%. Как известно, система TRAPPIST-1 в действительности случайно и оказалась на наблюдательных полях миссии:



   Тот факт, что “Кеплер” пронаблюдал несколько сотен ультрахолодных карликов, объясняется тем, что большинство из них были крайне тусклы (видимый блеск даже близкой системы -1 близок к 19 звездной величине в оптическом диапазоне, что недалеко от предельного проницания “Кеплера” – 21 звездная величина). В наблюдавшейся выборке “Кеплер” мог найти планеты размером с Землю меньше чем у 10% целей:



   В результате стандартный поисковый алгоритм смог найти только 6 уже известных планет системы TRAPPIST-1 (как известно сигнал седьмой планеты системы TRAPPIST-1 был найден специальным алгоритмом EVEREST):




    Очевидно, что в ближайшие месяцы проверка "Спитцером" оставшихся коричневых карликов из 15 отобранных целей должна увеличить число известных планетных систем у такого типа астрономических объектов ещё в несколько раз. Кроме того поиском подобных систем в настоящее время занимается крупный проект метровых наземных телескопов SPECULOOS (есть предложения использовать и более крупный наземный телескоп с той же целью).

   Во-вторых, другая новая утвержденная программа “Спитцера” сообщает о продолжение в марте-апреле 2019 года наблюдений транзитов планет системы TRAPPIST-1 . Основной целью новой 103-часовой программы станет уточнение массы внешних планет через наблюдение их транзитов (поиск изменений во времени наступления транзитов).

   Кроме того в ходе новой программы попытаются обнаружить транзиты восьмой планеты системы. Ранее сообщалось об обнаружении одиночного транзита, который не связан ни с одной из семи известных планет и обладает минимальной (для этой системы) глубиной транзита. Вероятно, восьмая планета размером с Марс и обладает периодом обращения около 40 суток (её транзитов не наблюдается в главном 20-суточном окне наблюдений “Спитцера”, и скорее всего её первый транзит был случайно обнаружен в ходе других наблюдений с небольшой длительностью – в общей сложности “Спитцер” наблюдал систему около 50 суток).

   В-третьих, новая внеплановая 246.5-часовая программа продолжает уточнение параллаксов тусклых коричневых карликов, которые вероятно находятся в радиусе 20 парсек. Телескоп Gaia может определить параллаксы коричневых карликов только до спектрального типа L5. В тоже время недавние проекты по анализу данных инфракрасного обзора WISE (Backyard Worlds: Planet 9 и CatWISE) нашли 132 новых коричневых карликов со спектральным типом холоднее спектрального типа T5, которые, вероятно, находятся ближе 20 парсек. Среди них есть даже 6 коричневых карликов со спектральным типом холоднее спектрального типа Y0.5. Телескоп “Спитцер” является уникальным инструментом для определения точных значений параллаксов этих 132 новых соседей Солнечной Системы. Так отмечается, что для измерения параллакса коричневого карлика с температурой в 450 Кельвинов, который находится в 20 парсеках, требуется минимум 20 часов наблюдений на наземном телескопе Кек. В случае же коричневого карлика с температурой в 250 Кельвинов и удалением в 2.3 парсек становится бессильным любой наземный телескоп. В тоже время “Спитцеру” для измерения параллаксов этих объектов достаточно всего лишь от 0.7 до 2.3 часов наблюдений.

   132 новых возможных близких систем – это большая прибавка к числу известных соседей Солнца в радиусе 20 парсек. Для сравнения в недавней работе приводится список 184 коричневых карликов со спектральными типами Т6 и холоднее, у которых измеренный параллакс говорит о том что они находятся ближе 20 парсек.

    Естественно при этом возникает вопрос, какие миссии займутся поиском ещё более холодных коричневых карликов в окрестностях Солнечной Системы после скорого завершения проектов телескопов “Спитцер” и WISE. На этот вопрос отвечает недавняя другая работа. В ней говорится, что в будущем ведущую роль в поисках холодных коричневых карликов будет играть новая миссия по поиску околоземных астероидов – NEOCam. В ходе этой миссии будет проводиться регулярное фотографирование неба с общей площадью в 30 тысяч квадратных градусов. Рост чувствительности по сравнению с WISE хорошо показан на ниже приведенном графике (NC1 и NC2):



   Ожидается, что NEOCam сможет открыть с десяток близких Y-карликов:



   Для сравнения сейчас найдено только 6 коричневых карликов с температурой в 300-350 Кельвинов (предел их обнаружения WISE составляет примерно 12 парсек). Так как даже 5-летняя миссия NEOCam не сможет обнаружить достаточное количество Y-карликов для детального изучения их популяции, то предлагается расширенная миссия этого космического телескопа (три нижние строки в вышеприведенной таблице).

   Кроме того одна из внеплановых программ займется изучением ещё одной очень близкой планетной системы. Речь идет об молодой системе AU Микроскопа, которая удалена от Солнечной Системы всего лишь на 9.9 парсек. Эта система называется ближайшим красным карликом с детально сфотографированным околозвездным пылевым диском.



   В январе этого года на телескопе “Спитцер” была утверждена внеплановая 17.3-часовая программа по подтверждению транзитов внутренней планеты (по данным телескопа TESS был заподозрен одиночный транзит внутренней планеты с периодом обращения в 17 суток). Поиски транзитов в системе были мотивированны тем, что измерения лучевой скорости системы с помощью ИК-спектрографа предполагаются наличие у молодой звезды двух массивных планет с периодами обращения в 17 и 30 суток. Оцениваемые параметры первой планеты составляют 0.1 масс Юпитера при радиусе в 0.4 радиусов Юпитера, а для второй планеты масса оценивается в 1.3 масс Юпитера. Вероятно новая внеплановая 25.9-часовая программа предполагает поиск возможных касательных транзитов второй планеты, и уточнение периода обращения и размеров первой планеты.
Tags: Спитцер, коричневые карлики, окрестности Солнечной Системы, транзитный метод
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 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.
  • 15 comments