za_neptunie (za_neptunie) wrote,
za_neptunie
za_neptunie

Category:

Космический телескоп Гайя: первая фотометрия и начало плановых наблюдений

   15 июля стало известно, что с космического телескопа Гайя получены первые фотометрические измерения. В ходе них была измерена известная затменная двойная RW Dor. Эта система в 94 парсеках от нас, с периодом обращения в 0.285 дней была открыта ещё в 1908 году. В ходе калибровки, за 3.5 дня для этой системы, телескоп получил 23 измерения с точностью фотометрии в 1-2 миллимагнитуды. Измерения представляют собой измерения сразу трех видов: астрометрические (зеленый цвет на графике ниже) и спектрографические (голубой и красный соответственно). Если фазировать эти измерения по известному периоду обращения двух звезд в системе, то можно получить следующий график:


Первая фотометрия с GAIA


 Для сравнения измерения предшественника GAIA спутника Гиппарх за всю трехлетнюю миссию для этой системы выглядят очень похоже:


фазовая кривая фотометрических измерений Гиппарха


   Эти измерения показывают, что Гайя в ближайшие годы не только сможет измерить расстояния до миллиарда звезд, но и найти среди них миллионы неизвестных затменных двойных и тысячи транзитных планет. Для сравнения предшествующие поиски транзитных экзопланет были ограничены в лучшем случае несколькими миллионами звезд. Можно привести некоторые сравнения со сравнимым обзором, который начнется только в 2022 году (проект 8-метрового обзорного телескопа LSST).


сравнение Гайи с LSST

сравнение Гайи с LSST 1

 Сравнение фотометрического обзора телескопа Гайя и LSST. Источник.



покрытие неба количеством наблюдений телескопа GAIA


   Покрытие неба количеством наблюдений телескопа GAIA. Источник.


   В симуляции могут быть обнаружены транзиты 19 тысяч экзопланет с глубиной транзита больше 2 миллимагнитуд:


прогноз открытий

   Прогноз открытий. Источник.


   Наиболее интересными среди них будут транзитные планеты у небольших звезд - красных и белых карликов. Тут возможно даже обнаружить транзитные планеты размером с суперземлю или нашу Землю.

параметры транзитных кандидатов

      Параметры транзитных кандидатов, полученных в моделирование. Источник.

     Более осторожная оценка показывает, что если учитывать звездную активность из наблюдений телескопа Кеплер, то это должно позволить открыть в фотометрии телескопа Гайя 1900-7600 транзитных планет.


     Миссия телескопа Гайя не первая попытка найти транзитные планеты таким образом. В течение своей астрометрической миссии в 1989-1993 годах, космический аппарат «Гиппарх» получил от 40 до 300 измерений яркости 118 204 звезд на интервале 1226 суток. С точностью фотометрии 0.06%, это было вполне достаточно для обнаружения транзитов планет. И действительно, после обнаружения первой транзитной планеты у звезды HD 209458, ее транзит также был обнаружен и в фотометрии спутника Гиппарх. С другой стороны, в них не были обнаружены транзиты планеты у звезды HD 149026, имеющие глубину 0.003 звездной магнитуды. Поэтому около 10 лет назад была осуществлена попытка поискать транзиты неизвестных планет в фотометрии Гиппарха. На её первом этапе было выбрано 23304 звезд спектральных типов F2 и позже. После дополнительных ограничений осталось 17800 звезд. Учитывая 2% вероятность транзита у горячих юпитеров ожидалось открыть 11 транзитных планет.


транзит первого открытого горячего юпитера в фотометрии Гиппарха


      Транзит HD 209458 в фотометрии спутника Гиппарх. Источник.

       194 цели яркостью от 4.9 до 11.5 звездной величины наблюдались в 2004-2005 годах высокоточным спектрографом HARPS. Каждую ночь отслеживалась лучевая скорость 70-90 целей с точностью 2 метра в секунду. У 37 шумных (активных и молодых) звезд точность была хуже 20 метров в секунду. Но настоящих транзитных планет так и не было найдено.


фазовая кривая фотометрии Гиппарха транзитной планеты HD 189733 b

       Фазовая кривая фотометрии Гиппарха транзитной планеты HD 189733 b. Источник.


       И наконец совсем недавно - 29 июля, стало известно, что Европейское космическое агентство перевело телескоп Гайя из режима калибровки в режим плановых научных наблюдений. В сообщение об этом упоминается множество важных и интересных деталей:


  • Расход химического топлива ниже ожидаемых показателей, что позволяет телескопу проводить наблюдения больше одного года расширенной миссии после 5-летней плановой миссии.


  • Оптические наблюдения с Земли достигли необходимой точности определения орбиты космического телескопа.


  • Борьба с оптическим загрязнением продолжится и во время плановых наблюдений. Три процедуры нагревания деталей телескопа уже похоже помогли уменьшить это загрязнение, предположительно вызванное оседанием замерших паров вод. Поэтому во время плановых наблюдений предстоит ещё 1-2 таких процедуры нагревания.


  • Чтобы уменьшить последствия светового загрязнения, теперь спектрограф будет наблюдать только в режиме высокого разрешения cо спектральным разрешением R=11000.


  • Нашлось объяснение и неожиданным колебаниям в скорости вращения телескопа. Ученые предполагают, что эти колебания вызваны ударами микрометеоритов. С одной стороны, микроудары, приводящие к изменению угловой скорости на 1-10 угловых миллисекунд, оказались в пределах нормы — 1 микроудар в сутки. С другой стороны, более слабые события, изменяющие угловую скорость на 0.1-1 угловую миллисекунду, происходят на 2 порядка более часто, чем ожидалось прежде. Поэтому инженеры продолжают работу, с целью внесения специальных поправок в скорость вращения телескопа.


  • Проведены тестовые наблюдения и для самых ярких 6000 звезд, видимых на небе невооруженных глазом. Раньше считалось, что эти звезды слишком яркие для телескопа, и он не сможет получить для них сверхточные измерения астрометрии. Однако упорная работа принесла плоды — теперь нижний предел для наблюдений понижен с 6 до 3 звездной величины. Продолжается работа и с оставшимися 230 самыми яркими звездами на небе (ярче 3 звездной величины). Для них потребуется активация специального режима наблюдений, который уже был успешно протестирован во время периода калибровки. Программное обеспечение для анализа таких наблюдений еще не разработано. Ожидается, что точность астрометрии для самых ярких звезд составит несколько десятков угловых микросекунд.


  • Публикация первого промежуточного каталога запланирована на середину 2016 года.


  • Плановые наблюдения начаты 25 июня. Собрав данные за первый месяц будет проведена окончательная проверка их качества.


       В общем итоге можно сказать, что хотя ещё и остаются не полностью решенные проблемы (световое загрязнение и внеплановые колебания угловой скорости), космический телескоп GAIA уже начал свою 5-летнюю космическую миссию с целью трехмерного картографирования миллиарда звезд нашей галактики!


символ миссии

Tags: gaia, период калибровки, период плановых наблюдений, фотометрия
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