Космический телескоп Gaia

[vsf]

Телескоп со временем сможет уточнить как далеко до Денеба и других ярких звезд?

Точно сказать не могу. Денеб звезда 1-ой звездной величины, поэтому она очень ярка для Гайя (хотя какие-то работы в этом направлении ведутся - попытки наблюдать яркие звезды через особый режим - вероятно с помощью более коротких экспозиций). Денеба в DR2 нет.

Гиппарх получил для Денеба значение параллакса в 2.31+/-0.32 mas. Это означает расстояние в 433+/-31 парсек или 1400+/-100 световых лет. Хотя насколько точно это значение неизвестно, так как измерения Гиппарха сильно ошиблись с расстоянием до Плеяд.

[Алексей Шевченко]

Надеюсь со временем телескоп сможет точно определять расстояния до ярчайших звезд

[vsf]

Сегодня обратил внимание, что к 30 июня обновленные данные из DR2 должны добавится для 6.5 миллионов объектов в Симбаде:

Gaia DR2: For now, Gaia DR2 data are not in SIMBAD, it is available in Vizier. The CDS will perform a cross-identification of Gaia DR2 with the astronomical objects in the SIMBAD bibliographic database. This will be done with very strict criteria in order to avoid erroneous cross-identifications. Especially, only the 6.5 milllions objects with subarseconds coordinates will be searched in Gaia DR2. Expected to be ready on June 30, 2018.

[LeMay]

  Видео с орбитами шаровых скоплений и карликовых галактик вокруг Млечного Пути по данным DR2: https://www.astro.rug.nl/~ahelmi/research/dr2-dggc/#animation

  Статья об обнаружении по данным DR2 трех белых карликов, покидающих Млечный Путь с очень высокой скоростью; это одни из самых быстрых "звёзд-скороходов" нашей Галактики. Предполагается, что они входили в состав пар белых карликов, другой компаньон которых (более массивный) из-за переноса массы с менее массивного белого карлика взорвался как сверхновая типа Ia (причём путём двойной детонации: взрывные реакции термоядерного синтеза в гелиевой оболочке карлика привели к взрывным реакциям термоядерного синтеза в углеродном ядре карлика), а выживший белый карлик получил огромную скорость (один из белых карликов даже удирает как раз из старого остатка сверхновой).
 

[vsf]

https://arxiv.org/abs/1805.01573

Между тем народ пытается искать близкие объекты среди ложных кандидатов центрального скопления (звездные поля Млечного Пути). Среди объектов ближе 20 парсек обратили внимание на W1925 (кандидат в L-карлик, который уже был в DR1 без измеренного тогда параллакса).



Объект достаточно тусклый. Его нет на фотографических пластинках Паломарского обзора с пределом около 20 звездных величин (видимая яркость W925 около r=22 и i=20).



Тем не менее Гайя удалось достаточно точно измерить параллакс W1925 (в DR2 его значение равно 89.3 ± 0.7 mas, что означает расстояние в 11 парсек). Полученный спектр подтвердил спектральный класс L (предполагаемая масса объекта может составлять около 53±18 масс Юпитера с эффективной температурой в районе 1404±71 Кельвино).

В работе оценивается, что на плотных звездных полях Млечного Пути может находится ещё 3-12 близких неоткрытых коричневых карликов спектральных типов L (10-30% от популяции подобных объектов в окрестностях Солнечной Системы).

[vsf]

Кроме поисков на плотных звездных полях Млечного Пути другой возможностью искать близкие звезды является изучение звезд с минимальным собственным движением. Как известно все звезды в пространстве движутся в разных направлениях и с разными скоростями, но более близкие объекты к нам движутся по земному небу с большей угловой скоростью. В связи с этим исторически большинство близких звезд сначала были обнаружены через регистрацию более быстрых собственных движений. Вместе с тем должно существовать небольшое количество близких звезд с минимальным собственным движением. Их обнаружение всё ещё остаётся большой проблемой.

Так в 10-парсековой выборке группы RECONS на 1 января 2012 года есть 259 систем. У 133 из них (52%) собственное движение µ ≥ 1.00′′yr−1, у 88 (35%) 1.00′′yr−1 > µ ≥ 0.50′′yr−1, у 32 (13%) 0.50′′yr−1 > µ ≥ 0.18′′yr−1. И только у двух звезд (меньше 1% выборки) собственное движением меньше 180 mas в год: у GJ 566 AB (G8V, V = 4.67 (Høg et al. 2000), µ = 0.169′′yr−1) и LSPM J0330+5413 (M-карлик с V ∼ 16, µ = 0.150′′yr−1, L´epine & Shara 2005).


https://arxiv.org/pdf/1804.08812.pdf

В этой работе подробно описывается эта проблема. Большинство обзоров собственных движений звезд через изучение оцифрованных фотопластинок 20 века телескопов системы Шмидта ограничились собственными движениями около 150 mas в год. К примеру,  LSPM (Lepine & Shara 2005) (0.15′′ yr−1),  ‘Meet the Cool Neighbors’ (Reid et al. 2007) (0.11′′ yr−1 для северного неба, 0.28′′ yr−1 для южного неба), Deacon & Hambly (2007) (0.1′′ yr−1) и Deacon et al. (2009) (0.08′′ yr−1). Только в 2017 году стало известно о масштабно проекте по каталогизации звезд с собственным движением больше 40 mas в год: Lepine SUPERBLINK.
http://adsabs.harvard.edu/abs/2017AAS...22915601L
В ходе этого исследования найдено 2.8 миллионов звезд ярче V=21 c собственным движением больше 40 mas в год (использовались данные обзоров ROSAT, GALEX, APASS, SDSS, 2MASS и WISE). Данный каталог всё еще неопубликован в связи с чем группа RECONS провела собственное исследование по этой теме (TINYMO). В этом исследовании изучались звезды с собственным движением больше 35 mas в год, которые искались в базе данных SuperCOSMOS, состоящей из 1.9 миллиардов объектов с яркостью до B=22, R=20, I=19 (эта база данных также составлена на основе оцифровки фотопластинок 20 века). В ходе исследования было найдено с десяток новых систем ближе 25 парсек, хотя это конечно далеко не предел. В качестве иллюстрации неполноты открытий близких систем приводится такой график:



На этой схеме показано предполагаемое и известное количество звездных систем ближе 25 парсек. Предполагаемое число (6500 систем) получено из аппроксимации числа известных систем ближе 5 парсек (52 системы). Из схемы хорошо видно, что пока известно лишь около половины систем ближе 25 парсек. По идеи большинство этой "недостачи" должно быть обнаружено с помощью GAIA.

Если взять 10-парсековую выборку объектов DR2 и разделить её на две категории - собственные движения больше или меньше
150 mas в год, то получится следующая картина:



Как видно из схемы большинство самых медленных потенциально близких объектов связано с плотными звездными полями (Млечного пути, Магеланновых облаков и т.д.) и вероятно являются ложными кандидатами. Хотя среди этих объектов и могут быть настоящие ранее неизвестные близкие звезды.


Может быть конечно показаться, что поиск небольшого количества неоткрытых близких звезд является второстепенной задачей, однако по этому поводу можно заметить, что среди этих звезд случайно могут оказаться системы с наиболее благоприятными для жизни условиями (просто случайность). Кроме того эти звезды являются лучшими кандидатами для будущих и прошлых близких пролетов Солнечной Системы (чем меньше наблюдаемое собственное движением, тем больше вероятность "лобового столкновения").

[vsf]

Последние оценки по возможностям продленной миссии Гайя:

https://docs.wixstatic.com/ugd/f49f45_fbc8d156c8584316b413ae594c3794d3.pdf

Gaia extension
● Nominal Gaia mission ends mid-2019 after 5 years of measurements
● Hardware in good shape, only limiting factor is micro-propulsion fuel mission can continue to mid 2024
● Proposal submitted to ESA for 5 year extension
◆ Parallaxes, photometry, radial velocities improve by 40%
◆ Proper motions improve by factor of 2.8. Improvement of more complex motions (e.g., planets) up to factors of 20
◆ Accurate tangential motions over 22.6× larger volume

[Olweg]

Список ближайших звёзд в Википедии обновили по данным Gaia DR2:

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_nearest_stars_and_brown_dwarfs

[Алексей Шевченко]

В этом списке обновлены данные Гайя для всех звезд?

[Olweg]

Для большинства. Нет данных для ярких звёзд (<3m), некоторых звёзд с большим угловым движением (например, Лаланд 21185, хотя, с другой стороны, звезда Барнарда есть) и слишком тусклых красных и коричневых карликов (>20m).

[Ultima Thulean]

слишком тусклых красных и коричневых карликов (>20m)

Если что и есть ближе Проксимы, то только тусклый коричневый карлик(и)

[Olweg]

Это не к Гайе )

[Ultima Thulean]

Это не к Гайе )

К инфракрасным обзорам? Особенно на плотных звездных полях

[Olweg]

А что делать? Кстати, интересно, какой блеск у Луман-16 в V-диапазоне, не нашёл данных.

Upd Нашёл в русской википедии. 23.25 и 24.07 для компонентов A и B. То есть даже такие крупные и довольно яркие (температуры больше 1000 К) КК Гайя уже не видит.

[konstkir]

слишком тусклых красных и коричневых карликов (>20m)

Если что и есть ближе Проксимы, то только тусклый коричневый карлик(и)

Ну почему же, есть шансы и на одиночные НЗ и ЧД, но тоже не для этого телескопа.

[Ultima Thulean]

Ну это уж слишком экзотично И надо смотреть в жестких диапазонах (УФ, рентген, гамма)
Да и по гравитационным эффектам такие объекты не были бы выявлены?

[Toth]

Да и по гравитационным эффектам такие объекты не были бы выявлены?

Что-то подобное обсуждали. Как изменятся орбиты планет, если в солнечной системе появится массивный объект

[vsf]

Это не к Гайе )

К инфракрасным обзорам? Особенно на плотных звездных полях

Всё верно. Будущее астрометрии за ИК-астрономией (хотя бы потому что большинство звезд в галактике - это красные карлики). Сейчас обсуждается, что следующий европейский астрометрический телескоп будет инфракрасным аналогом Гайи. Японцы тоже двигают несколько проектов в этом направлении (семейство "Жасмин").

[vsf]

На этой схеме показано предполагаемое и известное количество звездных систем ближе 25 парсек. Предполагаемое число (6500 систем) получено из аппроксимации числа известных систем ближе 5 парсек (52 системы). Из схемы хорошо видно, что пока известно лишь около половины систем ближе 25 парсек. По идеи большинство этой "недостачи" должно быть обнаружено с помощью GAIA.

После DR2 получается, что в радиусе 5 парсек находится 50 достоверных систем звезд и коричневых карликов и 2 возможных системы, для которых расстояние известно с большой погрешностью:

- 40 Эридана или Глизе 166 (в DR2 параллакс оказался немного меньше 200 mas - 199.4552+/-0.3204 mas; по Гиппарху было 200.62+/-0.23 mas). Низкая точность измерений Гайя объясняется большой яркостью звезд тройной системы (V=4.42, 9.52 и 11.17 звездных величин).

- WISE 1639-6847 (измеренный параллакс до Гайя 202.3+/-3.1 mas). Этот коричневый карлик слишком тусклый для Гайя - J=20.57 +/-0.05.

Тем самым из аппроксимации 50-52 звездных систем ближе 5 парсек получается 6250-6500 предполагаемых систем ближе 25 парсек.

https://za-neptunie.livejournal.com/307467.html
Для сравнения в прошлогодней презентации группы RECONS шла речь о 3692 известных системах ближе 25 парсек:



Там же прогнозировалось, что Гайя увеличит это число до 5 тысяч:

[vsf]

https://arxiv.org/pdf/1805.07581.pdf

Началась новая эпопея поисков близких пролетов звезд для Солнечной Системы в прошлом и будущем. Для поиска подобных пролетов необходимо знать не только параллакс и собственное движение звезд, но их измеренную лучевую скорость. Последний фактор резко ограничивал анализируемую выборку звезд: ранее их число не превышало четверти миллиона:



Благодаря публикации DR2 число звезд с опубликованными значениями лучевой скорости выросло до 7.2 миллионов (почти все звезды ярче 14 звездной величины). 36-кратный рост анализируемой выборки не привел к сенсациям. Случай Глизе 710 по прежнему является наиболее близким сближением с Солнечной Системой (с вероятностью в 95% звезда пройдет ближе 17 тысяч а.е., наиболее вероятное значение 13.9 тысяч а.е. при 90%-интервале в 10.7-17.4 тысяч .а.е.) и наиболее сильным возмущением облака Оорта из всех известных. Отмечается, что 36-кратный рост количества проверяемых звезд привел лишь к 15% росту количества известных пролетов ближе 5 парсек в диапазоне +/- 5 миллионов лет. Новые данные позволяют оценить, что звезды обычно сближаются ближе одного парсека лишь один раз в 18-22 миллионов лет. Тем самым пролет Глизе 710 в 0.08 парсек через 1.35 миллионов лет является крайне редким случаем, а не закономерностью.

С другой стороны в новом исследовании упоминается проблема отсутствия в DR2 многих ярких и близких звезд (к примеру, Сириуса, Проциона и Алголя).
http://adsabs.harvard.edu/abs/1998ASPC..144..381L
Так в публикации 1998 года на основе измерений Гиппарха испанский астроном Гарсия-Санчез называл пролет Алголя вторым по значимости воздействия на облако Оорта после Глизе 710:



https://arxiv.org/pdf/1805.08023.pdf

Кроме того продолжается поиск случаев гравитационного микролинзирования для близких звезд. Обработка данных о 148 тысячах звезд с собственным движением больше 150 mas в год обнаружила два подобных случая для звезд (расстояние до них примерно в 5 и 24 парсек) уже в нынешнем году (понятное дело для дальнейших прогнозов будет использоваться более точная астрометрия следующих релизов Gaia). Авторы исследования уже начали процесс подачи заявок для наблюдения этих случаев микролинзирования с помощью телескопа Кек и камеры GRAVITY на телескопе VLT.

Как известно случаи гравитационного микролинзирования близких звезд предоставляют уникальные возможности для определения достоверной массы одиночных звезд, поисков планет и искусственных радиосигналов у близких звезд. С ростом астрометрической точности звездных каталогов это направление ждет бурное развитие, хотя конечно ещё более перспективным этапом дальнейшего развития будет запуск специализированных телескопов в гравитационный фокус Солнца.