TESS - космический телескоп для поиска экзопланет

[николай теллалов]

А что Вы под "всамделешными" землеподобными планетами подразумеваете? Планета TRAPPIST-1 e, которая считается неплохим кандидатом в приют для жизни, подойдёт?

конечно проходит

но вот система Траппист от Солнечной серьезно отличается

меня вот что напрягает - видимое (пока) отсутствие систем структурой похожих на Солнечную, льет воду на мельницу апологетов нашей тут исключительности

[Dayan]

конечно проходит

но вот система Траппист от Солнечной серьезно отличается

меня вот что напрягает - видимое (пока) отсутствие систем структурой похожих на Солнечную, льет воду на мельницу апологетов нашей тут исключительности

Ну, если говорить строго, то ни одна система не похожа на любую другую. Это, конечно, было большим сюрпризом для астросообщества, когда начали открывать экзопланеты. Но я, к примеру, вижу огромный плюс в том, что нет однообразия.
Систем, хоть чем-то напоминающих Солнечную, известно много. Например, есть системы с планетами-гигантами, обращающимися на почти круговых орбитах во внешних по отношению к зоне обитаемости областях. Например, взгляните: HD 113538, HD 27631, HD 220689, HD 222155, HD 24040, HD 70642, HD 42012, HD 50499, 47 Большой Медведицы и т.д.
Что там в зоне обитаемости? Пока никто не знает. Возможно, что тут мы видим верхушку айсберга, и если зона обитаемости выглядит как бы пустой, то есть надежда, что там есть что-то землеподобное.

Считаю, что и системы, сильно отличающиеся от Солнечной не стоит сбрасывать со счетов для нормального существования землеподобных планет. Например, системы с планетами-гигантами на круговых орбитах в зоне обитаемости, которые могут иметь землеподобные спутники; системы, в которых имеются планеты-гиганты ближе и дальше ЗО, но не пересекают её; системы и вовсе без планет-гигантов; системы двойных и кратных звёзд и т.д. Даже системы с горячими юпитерами не безнадёжны в этом плане (особенно те из них, которые образовались "спокойным" образом – наподобие TOI-1130, Kepler-730 и WASP-47).

[Андрей Астрофизический]

да и вообще систем, более похожих на Солнечную

Находить такие системы сейчас сильно мешает наблюдательная селекция. RV-методом мы в такой системе найдем вероятно, один Юпитер (Ну и так полно систем, где известен какой-нибудь один газовый гигант),
А транзитный, если не будет фантастического везения, не даст нам ничего т.к. при таких широких орбитах транзит геометрически очень маловероятен.

Когда ожидать - ну, когда прямым наблюдением сможем что-либо рассматривать отдельно от звезды. Для ближайших звезд это ближайшие строящиеся-проектируемые сверхбольшие телескопы, а для всего что дальше 10 парсек - еще несколько десятилетий ждать как минимум.

[николай теллалов]

Находить такие системы сейчас сильно мешает наблюдательная селекция.

+

[Dayan]

Находить такие системы сейчас сильно мешает наблюдательная селекция. RV-методом мы в такой системе найдем вероятно, один Юпитер (Ну и так полно систем, где известен какой-нибудь один газовый гигант),
А транзитный, если не будет фантастического везения, не даст нам ничего т.к. при таких широких орбитах транзит геометрически очень маловероятен.

Дело даже не только в маленькой вероятности транзитов аналогов Земли. Значительно большее влияние на наблюдательную селекцию имеет отсутствие достаточно совершенного оборудования.
Геометрическая вероятность транзита Земли по диску Солнца составляет почти 0.5 %. Основная миссия телескопа Кеплер длилась почти ровно 4 года, и на поле этой миссии наблюдалось порядка 100 тысяч F, G и K звёзд главной последовательности, субгигантов и субкарликов. Из экстраполяции частоты встречаемости обнаруженных планет было найдено, что ~ 10–20 % F, G и K звёзд должны иметь аналоги Земли, т.е. планеты с радиусами 0.75−1.5 R⊕ в диапазоне периодов 237–500 суток (зона обитаемости тех звёзд).
Это означает, что Кеплер в идеале должен был найти как минимум ~ 50 аналогов Земли. Реально же в данных Кеплера в настоящее время обнаружено лишь 38 кандидатов с радиусами меньше 1.5 R⊕ и орбитальным периодом больше 200 суток (согласно NASA EA). Причём из этого количества подтверждён только один кандидат – Kepler-62 f, а все остальные – ну очень слабые кандидаты, которые с большой вероятностью являются ложными артефактами! Может экстраполяции по более короткопериодическим планетам чрезмерно завышают распространённость аналогов Земли у F, G и K звёзд, но скорее всего транзитных аналогов Земли реально много даже в выборке основной миссии Кеплера, просто почти все они утонули в шумах. Кеплер был всё же маленьким инструментом для поиска транзитов аналогов Земли у звёзд 9–17 величины (его апертура лишь 0.95 метра).
Может быть в будущем какая-нибудь изощрённая математическая обработка извлечёт из данных Кеплера несколько возможных аналогов Земли.

[николай теллалов]

Может быть в будущем какая-нибудь изощрённая математическая обработка извлечёт из данных Кеплера несколько возможных аналогов Земли

или новый инструмент, который сменит "Кеплера"

[Алексей Шевченко]

Что всего вероятней

[Dayan]

или новый инструмент, который сменит "Кеплера"

Да, одно другому не мешает.
Я про миссию ЕКА PLATO уже сказал в одном из предыдущих своих сообщений (планируемая дата запуска на текущий момент – 2026 год). Есть надежда на то, что этот инструмент сможет обнаружить аналоги Земли у солнцеподобных звёзд.

[Dayan]

Это означает, что Кеплер в идеале должен был найти как минимум ~ 500 аналогов Земли.

Ошибся на порядок.
Поправил.

[SpaceEngineer]

Так 38 это и есть ~50. Так что всё сходится))

[Dayan]

Так 38 это и есть ~50. Так что всё сходится))

Так все кандидаты предельно слабые и неявные, кроме подтверждённого. Ниже предлагаю сравнить транзиты нескольких случайно взятых кандидатов из этих 38 с транзитом Kepler-62 f (единственным подтверждённым):
Kepler-62 f
и
KOI-4986.01
KOI-5176.01
KOI-8253.01
KOI-7235.01
KOI-6108.01
KOI-8174.01
KOI-5755.01

Обратите внимание на форму транзитов, если игнорировать модельные кривые (красные линии), их количество, чётные и нечётные транзиты. Я думаю, что в большинстве случаев увидеть "транзиты" можно только при ну очень большом и очень предвзятом желании.

Кроме того, все уже подзабыли, что у Кеплера были пики ложнопозитивов с периодами около 365 суток и кратные ему (2:1, 1:2). Их вычищали, вычищали годами, но многие кандидаты так и остаются ещё под вопросом, особенно слабые кандидаты около этих периодов. Все эти кандидаты были найдены одним алгоритмом "Kepler pipeline".

[Dayan]

Ещё хочется напомнить о печально известной Kepler-452 b, которая в течение почти трёх лет благополучно считалась подтверждённой планетой (период 385 суток, радиус около 1.63 R⊕, родительская звезда очень похожа на Солнце), а потом она была фактически закрыта, хотя транзитоподобные события Kepler-452, на самом деле вызванные инструментальными эффектами, по качеству были гораздо лучше, чем у любого из 38 кандидатов (кроме Kepler-62 f).

Также интересно, что из 38 кандидатов только три входят в состав многопланетных систем: сама Kepler-62 f, а также KOI-3456.02 и KOI-2194.03. В то время, как больше 40 % всех кандидатов Кеплера входят в состав многопланетных систем. Это также свидетельствует против того, что большинство из 38 кандидатов являются настоящими планетами.

[Андрей Астрофизический]

Так все кандидаты предельно слабые и неявные

При апертуре и чувствительности "Кеплера" сложно было бы ожидать иного.
Все-таки это маловатый инструмент для обнаружения землеподобных планет, находит их (когда находит), на пределе своих способностей.
Надо ждать следующих инструментов, с апертурами в разы или на порядок больше.

[Dayan]

При апертуре и чувствительности "Кеплера" сложно было бы ожидать иного.
Все-таки это маловатый инструмент для обнаружения землеподобных планет, находит их (когда находит), на пределе своих способностей.

Так я об этом и говорю. У Кеплера почти нет надёжных землеразмерных кандидатов (с радиусами < 1.5 R⊕) FGK звёзд с периодами больше 200 суток.

Надо ждать следующих инструментов, с апертурами в разы или на порядок больше.

WFIRST разве что, но там будет не транзитный метод, а метод гравитационного микролинзирования (хотя в ходе фотометрии будет найдено некоторое количество транзитных экзопланет). Расстояния до тех планет будут в разы больше, чем до планет Кеплера. Метод гравитационного микролинзирования не люблю в том, что для одного случая событие микролинзирования не повторяется, и в обозримом будущем результат никак не может быть проверен. Кроме того, при интерпретации событий микролинзирования часто возможно два или несколько почти равнозначных решений.

PLATO, о котором я писал, будет иметь 34 камеры с диаметром по 12 см каждая, но в отличие от Кеплера будет наблюдать звёзды 4–16 величины на поле, которое по площади в ~ 21 раз больше поля зрения Кеплера. Кроме того, как ожидается, его приёмники будут значительно более совершенными и чувствительными, чем у Кеплера (всё таки промежуток между миссиями 2 десятилетия).

[LV46]

Все-таки это маловатый инструмент для обнаружения землеподобных планет, находит их (когда находит), на пределе своих способностей.
Надо ждать следующих инструментов, с апертурами в разы или на порядок больше.

У TESS еще меньше апертура, меня еще до запуска терзали смутные сомнения на чем основаны утверждения, что TESS вообще способен обнаружить землеразмерные (не говоря уже о землеподобных) планеты. Так оно пока что и получается, но еще вроде как "не вечер", говорили, мол, надо подождать, но тенденция заметна и сейчас, имхо.

[Dayan]

Вчера в Архиве препринтов вышла вторая версия статьи об открытии богатой планетной системы у звезды HD 158259.
The SOPHIE search for northern extrasolar planets. XVI. HD 158259: A compact planetary system in a near-3:2 mean motion resonance chain

Хотя первая версия статьи вышла в Архиве в конце ноября прошлого года, на Астрофоруме об этом почему-то забыли рассказать. Восполняю пробел. Несмотря на то, что планеты в системе открыты методом лучевых скоростей с помощью спектрографа SOPHIE, пишу здесь, поскольку появились новые данные, связанные с TESS.

HD 158259 (TOI-1462) является звездой спектрального класса G0V (её блеск в V = 6.46^m!). Она расположена на северном небе, и наблюдалась TESS в 17 секторе. Звезда имеет массу ~ 1.08 M⊙, радиус ~ 1.21 R⊙. О её металличности, Teff, светимости и возрасте в статье не сообщается, но по светимости вероятно похожа на α Центавра A.
Расстояние до системы составляет ~ 27.07 пк (или около 88.3 световых лет).

С помощью SOPHIE было обнаружено 5 экзопланет. Точнее 4, поскольку период 5-го кандидата близок к периоду собственного вращения родительской звезды, но этот кандидат считается сильным.
С помощью TESS обнаружена ещё одна, шестая и самая короткопериодическая планета системы. В данных лучевых скоростей виден сигнал с совместимым периодом, поэтому теперь она считается подтверждённой.

Параметры планет системы:
b обращается по орбите с периодом примерно 2.178 суток. Её масса составила 2.2 ± 0.4 M⊕, радиус ~ 1.2 R⊕. Среднюю плотность оценили в ~ 1.09 земной. Вероятно это скалистая суперземля.

Скорее всего, все остальные планеты представляют собой мининептуны.
c обращается по орбите с периодом примерно 3.432 суток. Её минимальная масса составила ~ 5.5 M⊕.
d обращается по орбите с периодом примерно 5.198 суток. Её минимальная масса составила ~ 5.3 M⊕.
e обращается по орбите с периодом примерно 7.954 суток. Её минимальная масса составила ~ 6.0 M⊕.
f обращается по орбите с периодом примерно 12.03 суток. Её минимальная масса составила ~ 6.1 M⊕.

Кандидат g обращается по орбите с периодом примерно 17.39 суток. Её минимальная масса составила ~ 6.8 M⊕.

В системе имеется ещё несколько сигналов, которые, вероятнее всего, являются следствием звёздной активности или систематическими ошибками. Например, один из кандидатов имеет период 365–366 суток, и минимальную массу ~ 40 M⊕.

На картинке показана схема системы HD 158259. Интересно, что любые соседние пары всех пяти планет и сильным кандидатом связаны в орбитальном резонансе, близком к 3:2, образующих длинную цепь.

[Dayan]

У TESS еще меньше апертура, меня еще до запуска терзали смутные сомнения на чем основаны утверждения, что TESS вообще способен обнаружить землеразмерные (не говоря уже о землеподобных) планеты. Так оно пока что и получается, но еще вроде как "не вечер", говорили, мол, надо подождать, но тенденция заметна и сейчас, имхо.

Авторы TESS никогда официально и не заявляли, что будут искать землеподобные планеты у солнцеподобных звёзд с помощью TESS. Для этого его чувствительности не хватит, и большинство полей он наблюдает меньше 1 месяца.

Но так землеразмерных планет он обнаружил уже несколько. Среди них есть даже меньшие, чем Земля (у меньших, чем Солнце звёзд и красных карликов), например, HD 21749 c, L 98-59 b.
Есть от TESS и землеразмерная планета в зоне обитаемости красного карлика – TOI-700 d.

[Mercury127]

нет, это плохой хоккей. скучный... нужны километровые телескопы. ну или километровые звездолеты. смотря что окажется легче сделать...

[Алексей Шевченко]

Десятиметровый телескоп в космосе сможет сделать множество великих открытий

[LV46]

Авторы TESS никогда официально и не заявляли, что будут искать землеподобные планеты у солнцеподобных звёзд с помощью TESS.

Заявляли, что будут искать землеразмерные:

“The number of Earth-sized and super-earth planets that TESS should find over the course of its two-year primary mission will be in the range of 500 to 1,000 new planets, and overall the number of planets that will be established is likely to be in excess of 20,000 all together,” enthuses MIT’sGeorge Ricker, who is TESS’ Principal Investigator.

«Число планет размером с Землю и супер-Земли, которые TESS должна найти в течение своей двухлетней основной миссии, будет в диапазоне от 500 до 1000 новых планет, и в целом число планет, которые будут созданы, вероятно, все вместе превысит 20000 », - с энтузиазмом отмечает Джордж Рикер из MIT, который является главным исследователем TESS.

https://www.astrobio.net/news-exclusive/the-astrobiology-magazine-guide-to-tess/