za_neptunie (za_neptunie) wrote,
za_neptunie
za_neptunie

Category:

Космический телескоп TESS покрыл наблюдениями половину неба, но главные открытия проекта ещё впереди

  Расположение первых 21-х секторов космического телескопа на небе (слева в эклиптической системе координат, справа в экваториальной системе координат)


 Летом 2019 года телескоп TESS завершил первый обзор южного неба, и перешел к наблюдениям северного неба. В настоящее время он проводит наблюдения 17-ого сектора и опубликованы находки телескопа за первые 14 секторов. Как видно из схемы выше, план наблюдения северного неба был существенно изменен. Сдвиг 6 секторов на север на 31 градусов вызван необходимостью снижения влияния отраженного света от Земли и Луны. Отмечается, что без этого сдвига 75% фотометрии не пригодно для поисков транзитов экзопланет.

Суммарная площадь 26 секторов неба оценивается в 85% от площади всего неба. В связи с этим, опубликованные данные телескопа позволяют провести поиски транзитных планет у ярких звезд примерно на половине всего неба. Оценки 2016 года говорили о том, что телескоп найдет примерно три транзитных планеты ближе 5 парсек:


 Примерно столько же новых транзитных планет ближе 5 парсек прогнозируется в работе 2018 года:


 Тем не менее, на сегодняшний день, не опубликовано ни одного обнаружения транзитной планеты ближе 5 парсек:





 Подтвержденные и вероятные транзитные планеты, которые ближе 20 парсек.


  Примечание к таблице:

 Обозначение в название (к примеру, *2-3), означает сколько ещё дополнительных нетранзитных планет известно (или заподозрено) в системе (к примеру, 2-3)
 Второе обозначение в периоде обращения означает статус подтверждения планеты:
A - планета подтверждена и опубликована (с измеренной массой)
В - планета подтверждена и опубликована (без измеренной массы)
С - планета опубликована, как кандидат (но существует всплеск интереса к планете со стороны спектрографов высокого разрешения)
D - планета опубликована, как кандидат (в архивах спектрографов высокого разрешения существуют спектры системы до момента опубликования транзитного планетного кандидата)
E - планета опубликована, как кандидат (в архивах спектрографов высокого разрешения нет спектров системы до момента опубликования транзитного планетного кандидата)


 С чем может быть связано отсутствие обнаруженных транзитных планет ближе 5 парсек в данных TESS?


  Теоретически, это может быть вызвано тем, что оценки распространенности небольших планет у красных карликов существенно завышены. Это связано с тем, что большинство из них получены на основе данных космического телескопа «Кеплер», который обладал относительно небольшим полем зрения. В результате этого телескоп «Кеплер» обнаружил небольшие транзитные планеты у далеких и тусклых красных карликов. Это привело к тому, что найденные планеты не прошли окончательную проверку (через определение массы методом лучевых скоростей). С другой стороны, факт того ближайшей из известных систем с транзитными планетами является система оранжевого карлика с двумя транзитными суперземлями увеличивает шансы на обнаружение систем красных карликов с транзитными планетами ближе 5 парсек. Это связано с тем, что красных карликов в окрестностях Солнечной Системы во много раз больше по сравнению с количеством оранжевых карликов (в радиусе 5 парсек известно 7 и 50 оранжевых и красных карликов соответственно).


  С помощью ресурса NASA можно попытаться оценить сколько красных карликов проверено TESS к настоящему времени. Всего на всём небе известно примерно 80 звезд и коричневых карликов ближе 5 парсек. Из них на первые 14 секторов TESS и поля «Кеплера» попали 44 объекта. Тем нее менее, это число существенно завышено, так как не для всех ближайших объектов TESS может получить нормальную фотометрию.


 Во-первых, TESS пронаблюдал 6 объектов с очень яркими звездами (известно, что предел засветки космического телескопа близок к 4 звездной величине). В результате этого три двойных системы (Сириус, Процион и Альфа Центавра) скорее всего не пригодны для поисков тразнзитов планет (хотя в архиве NASA приведена 2-минутная фотометрия для всех трех систем).


   Во-вторых, некоторые ближайшие коричневые карлики являются слишком тусклыми для TESS. В результате этого для них нет 2-минутной фотометрии в архиве NASA. К этим систем относятся обе ближайшие системы коричневых карликов (Луман-16AB и WISE 0855−0714), Эпсилон Индейца BC, SCR1845-6357 B, UGPS J0722−0540 и WISE 1639−6847.


 В-третьих, среди ближайших объектов находятся три белых карлика, у которых открытие транзитных планет является крайне маловероятным. Это звезда ван Маанена, Глизе 440 и 40 Эридана В.


 Тем самым в сухом остатке из первоначального списка 44 объектов остаётся лишь 27 целей с хорошей фотометрией для поисков транзитных планет. Подобная частота (1 к 30) является похожей на встречаемость находок у «Кеплера». Для сравнения уникальная система TRAPPIST-1 была найдена после проверки 42 поздних красных и ранних коричневых карликов (их наблюдение в сумме заняло 92 суток или 2208 часов). Кроме того необходимо учитывать, что некоторая часть полученной фотометрии испорчена засветкой от Земли и Луны. Пример подобной «порчи» фотометрии 3 сектора для очень известной звезды Тау Кита можно увидеть в блоге волонтерского проекта Planet Hunters TESS:




 Так или иначе, на втором году первого обзора северного неба, шансы для главной находки проекта TESS являются максимальными. Так сейчас ближе 10 парсек известно 6 систем с транзитными планетами, а как известно объём сферы радиусом в 5 парсек меньше сферы радиусом в 10 парсек в 8 раз (куб от величины разницы или 2 в 3 степени).

    Согласно ресурсу проекта
вне 26 первых секторов TESS и двух десятков полей «Кеплера» оказываются всего 9 ближайших целей из 80. Можно их перечислить: Росс 248, звезда Тигардена, Глизе 83.1, WISE J052126.29+102528.4, Глизе 1002, Грумбридж 1618, AD Льва и Глизе 1005AB. Из этих целей коричневый карлик WISE J052126.29+102528.4 является вероятно слишком тусклым для TESS (скорее всего подобные объекты на наличие транзитов планет будут проверять крупные наземные инфракрасные телескопы, начиная с TRAPPIST и SPECULOOS). Кроме того известно, что знаменитый вспышечный красный карлика AD Льва уже наблюдался другим космическим телескопом MOST в течение 5.8 суток. Одной из основных задач этих наблюдений был поиск транзитов от возможной планеты с периодом обращения в 2.2 суток и минимальной массой около 20 масс Земли. Также заподозрены планеты ещё у звезды Тигардена (минимальная масса около одной массы Земли при периодах обращения в 5 и 11 суток). Но и в этом случае транзиты планет исключены с помощью данных небольших наземных телескопов (радиус звезды-позднего красного карлика очень мал).

  Фактически через два года миссии телескопа TESS непроверенными останутся лишь шесть систем. Продленная двухлетняя миссия телескопа в настоящее время уже одобрена NASA. Особенностью продленной миссии станет новый (20-секундный) режим фотометрии, и сокращение режима каденции основного поля (с 30 до 10 минут).






    Последнее очень важно тем, что оно позволяет увеличить чувствительность телескопа в области обнаружения неизвестных объектов Солнечной Системы. Сейчас эти возможности близки к 23 звездной величине:





 Кроме того, как видно из таблицы выше, даже при условии безаварийной работы телескопа TESS в течение 4 лет останутся неисследованными около 6 процентов неба. Очевидно, что наибольшие шансы попадания в непокрытые области существуют у звезд со средним склонением (они попадают в пустые зазоры между секторами). В этом смысле, вероятно, самой неудачной будет ситуация со звездой Росс 248 (у неё склонение достигает +44 градусов).


 Другой проблемой остаётся сравнительно небольшая длительность наблюдений TESS – около одного месяца. В связи с этим для многих транзитных планет будет зарегистрирован лишь один транзит. Подобные случаи трудны для автоматических поисков, и естественно сложно подтверждаемы (на один настоящий одиночный транзит могут прийтись многие десятки или сотни похожих случаев, вызванных сбоями электроники или какой-либо необычной активностью звезды). В первом случае возлагаются некоторые надежды на визуальный поиск одиночных транзитов с помощью волонтеров. Пока же текущая ситуация говорит о том, что автоматические поиски находят лишь около 10% подобных случаев:



      В этом плане остаются очень важными косвенные методы (метод лучевых скоростей и астрометрический метод), которые позволяют упростить поиск транзитов известных планет в системе. Так, если взять системы ближе 5 парсек, то доля звезд с известными планетами или кандидатами в них уже приближается к трети:




  С момента последнего обновления схемы появились следующие важные новости:




1) 13 августа было опубликовано открытие трех планет в системе Глизе 1061


2) Среди программ 27 цикла космического телескопа «Хаббл» появилась программа о подтверждение планеты в системе ближайших коричневых карликов Луман 16. Планета была заподозрена на основе 12 астрометрических измерений Хаббла, сделанных в 2014-2016 года. Оцениваемая масса планеты меньше массы планеты Нептун. О её наличие говорится в публикации 2017 года . В этой работе идет речь о слабых остаточных отклонениях с амплитудой в 0.5 ± 0.2 mas на снимках 2015 года, которые говорят о возможной планете с массой около массы Нептуна и с периодом обращения около 2 лет (для сравнения период обращения коричневых карликов вокруг общего центра масс оценивается в 28 лет). Отмечается, что подтверждающие наблюдения, которые были проведены в августе 2018 года улучшили статистическую значимость сигнала возможной планеты. Отмечается, что для окончательного подтверждения достаточно провести ещё два наблюдения. В случае подтверждения обнаруженная экзопланета станет третьей среди известных по близости к Солнечной Системе, и первой из известных у коричневых карликов.



Система Луман 16 на коллаже, составленном из 12 снимков HST (размер правого изображения 160х160 угловых секунд, у левого изображения ширина сетки равна одой угловой секунде)


3) 14 октября появилась новая работа по теме возможного газового гиганта в системе Эпсилон Индейца. В ней авторы проанализировали опубликованные астрометрические измерения космических аппаратов Гиппарх и Гайя, а также измерения лучевой скорости звезды, сделанные спектрографом UVES в обсерватории ESO. В результате доводы о наличие в системе планеты массой около массы Юпитера с периодом обращения примерно в 50 лет окрепли. Ожидается, что в будущем орбита планета будет существенно уточнена за счет новых наблюдений (в первую очередь спутника GAIA, кроме того звезда добавлена в список приоритетных целей нового спектрографа ESPRESSO).

Tags: 5 парсек, статистика, телескоп TESS, транзитный метод, 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.
  • 6 comments