arxiv:0908.0944 Поиск землеподобных планет у М-карликов на VLT-UVES

[Borislаv]

http://arxiv.org/abs/0908.0944
Статья подводящая некий итог (непонятно окончательный или промежуточный?) RV-обзору 40 близких М-карликов с 2000 года. Уже публиковались работы этой группы по пределам для Проксимы Центавры и Летящей Барнады и вот теперь даны пределы для всей выборки. Планет не обнаружено, хотя у 6 звезд найден коричневый карлик и звездные компаньены. Кроме того для Летящей Барнада найдена RV-амплитуда вызванная толи планетой массой всего в пять масс Земли умноженных на синус угла орбиты, толи пульсациями самой звезды (что вероятней).



Пределы для всей выборки. По вертикали массы в Землях, по горизонтали астрономические единицы, пунктирными линиями обозначена обитаемая зона.

[Foma]

Кроме того для Летящей Барнада найдена RV-амплитуда вызванная толи планетой массой всего в пять масс Земли умноженных на синус угла орбиты, толи пульсациями самой звезды (что вероятней).

Странно, что авторы статьи подробно объясняют ситуацию с Барнардом и доказывают вероятность пульсаций. а про аналогичный, гораздо более ярковыраженный 365-суточный тренд у Проксимы Центавры не сказано ни слова. Скрывают новую экзопланету в ожидании статистики?

[dims]

По вертикали массы в Землях, по горизонтали астрономические единицы,

Не пойму, а что на пересечении?

[vika vorobyeva]

Очень интересная работа. Получается, что вероятность обнаружить планету у М-карлика значительно ниже, чем у звезд FGK-спектральных классов. Интересно, с чем это связано. В принципе, тут возможны два варианта:
- особенности формирования М-карликов таковы, что планеты вокруг них образуются с малой вероятностью (например, рождение О и В-звезд в родительском звездном скоплении успевают нагреть и рассеять протопланетные диски М-карликов до того, как в них образуются планеты);
- планеты у М-карликов так же распространены, как и у более массивных звезд, но массы этих планет малы и в основном лежат ниже порога обнаружения.
Возможно, справедливы обе причины.
Все же трудно представить себе одиночную звезду, совсем уж лишенную планет, пусть даже размером с Меркурий или Ганимед

[Mars]

Очень интересная работа. Получается, что вероятность обнаружить планету у М-карлика значительно ниже, чем у звезд FGK-спектральных классов. Интересно, с чем это связано. В принципе, тут возможны два варианта:
- особенности формирования М-карликов таковы, что планеты вокруг них образуются с малой вероятностью (например, рождение О и В-звезд в родительском звездном скоплении успевают нагреть и рассеять протопланетные диски М-карликов до того, как в них образуются планеты);
- планеты у М-карликов так же распространены, как и у более массивных звезд, но массы этих планет малы и в основном лежат ниже порога обнаружения.
Возможно, справедливы обе причины.
Все же трудно представить себе одиночную звезду, совсем уж лишенную планет, пусть даже размером с Меркурий или Ганимед

Я думаю обнаружению планет мешает их сильная переменность.  На красных карликах происходят сверхмощные вспышки, пульсации и т.д. которые и мешают обнаружению планет.

[vsevolodson]

Странно, что авторы статьи подробно объясняют ситуацию с Барнардом и доказывают вероятность пульсаций. а про аналогичный, гораздо более ярковыраженный 365-суточный тренд у Проксимы Центавры не сказано ни слова. Скрывают новую экзопланету в ожидании статистики?

что то уж очень похоже на влияние движения земли по орбите. оно учитывалось?

[Borislаv]

Кроме того для Летящей Барнада найдена RV-амплитуда вызванная толи планетой массой всего в пять масс Земли умноженных на синус угла орбиты, толи пульсациями самой звезды (что вероятней).

Странно, что авторы статьи подробно объясняют ситуацию с Барнардом и доказывают вероятность пульсаций. а про аналогичный, гораздо более ярковыраженный 365-суточный тренд у Проксимы Центавры не сказано ни слова. Скрывают новую экзопланету в ожидании статистики?

Весьма вероятно что это ложный сигнал кратный земному году. Вообще такие обзорные статьи своей работы обычно пишут, после презентации своих открытий, значит наврядли у них есть перспективные кандидаты в планеты.

По вертикали массы в Землях, по горизонтали астрономические единицы,

Не пойму, а что на пересечении?

Кривая обозначает предел в обнаружение. Т.е. выше этой линии планеты исключаются, ниже нет.

[vika vorobyeva]

Обратила внимание, что для большинства звезд выборки верхние пределы превышают 8-10 масс Земли, и только для Проксимы и звезды Барнарда пределы более жесткие:  от 2 масс Земли ( в зоне обитания 3-4 массы Земли). Еще есть шансы найти там хорошие землеподобные планеты

[Borislаv]

Очень интересная работа. Получается, что вероятность обнаружить планету у М-карлика значительно ниже, чем у звезд FGK-спектральных классов.

Ну эта группа пользовалась не самым точным спектрографом, мала выборка и время на 8-метровом телескопе дефицитно. Обратите внимание на пределы, у половины линия не опускается ниже десятка масс Земли.

Таже группа наблюдается и на других телескопах, большинство на HET. Общее количество наблюдаемых М-карликов достигает 90. На НЕТ удалось обнаружить даже горячий нептун у Глизе 176 (но она потом была переоткрыта Женевской группой, как горячая суперземля).

Вообще RV-обзорами у красных карликов занимаются всего лишь несколько групп в мире:

Женевская группа

северная выборка
180 близких М-карликов
на 1.2 метровом телескопе в Провансе (Франция)
начали в 1994 году на спектрографе ELODIA, но высоточный поиск идет лишь с 2006 года, когда была установлена SOPHIE
открытия:
незавимое обнаружение первой планеты у Глизе 876 (короткопериодичный гигант)

южная выборка
100 близких М-карликов
на 3.6 метровом телескопе в Южной Европейской обсерватории
с 2003 года на HARPS
открытия:
4х планетная система у Глизе 581 (горячий нептун, горячая земля, пара суперземель близких к обитаемым зонам)
горячая суперземля у Глизе 674
горячая суперземля у Глизе 176

в 2008 году выборка была расширена до 300 звезд. Известен даже абстракт к той программе

http://www.vt-2004.org/sci/observing/visas/lp/lpsummary/180.C-0886.html

Title: "New habitable planets around M dwarfs, and 1st radius measurement of a 1-30 M exoplanet"
Scientific program:
"With HARPS observations, we propose to detect:
- 20-30 new very-low mass planets (typically 4 - 16M),
- among which 2-3 habitable planets
- and at least one transit of a low-mass planet.
This goal will be achieved by observing 250 M dwarfs with high-frequency observations (one measurement per night during 10 nights). After each observing campaign of 10 nights, the few best candidates will be followed with HARPS during 10 more nights, to i) confirm the discoveries and ii) refine the ephemeris for a photometric transit search.
Such a major increase of the still small sample of very-low-mass planets and/or the first radius measurements of such objects will obviously put unprecedented constraints on our understanding of planetary structure and formation.
The observational effort described in the present proposal ask for half the time required to reach that goal (i.e. 80 nights a needed in total, and 40 nights are asked for P80 and P81)"

Калифорнийская группа
выборка 147 М карликов на 10-метровом телескопе Кек
начали с 1999 года на спектрофе HIRES
открытия:
трехпланетная система у Глизе 876 (горячая суперземля, две долгопериодичных гиганта)
горячий нептун у Глизе 436
долгопериодичный гигант у Глизе 849
два долгопериодичных гиганта у Глизе 317

Недавно начался и еще другой интересный поиск на VLT, фактически первый случай использования инфракрасного спектрографа для поиска планет

http://www.eso.org/sci/observing/visas/lp/lpsummary/182.C-0748.html

Title:A High Precision Radial Velocity Search for Planets Around the Lowest Mass Stars
Scientific program:
We propose to carry out the first high precision radial velocity survey for planets around the lowest mass stars using CRIRES. Our 30 selected targets have spectral types M2.5 - M9.0 and nearly all have masses below 0.2M , which is a region unexplored by existing planet searches. We will use a new gas absorption cell developed specifically for this project to obtain long-term radial velocity precisions of 5ms−1 per observation. This precision and our observation schedule will allow us to detect Neptune mass planets in short period orbits around the majority of our targets, and Saturn mass planets in short and intermediate period orbits around all. This proposed survey will be a breakthrough because we will study objects that are too faint and/or exhibit too much activity induced radial velocity jitter for optical radial velocity surveys. Planets identified around low mass stars are the most suitable for follow up study and are a needed constraint for theories of planet formation and evolution. The majority of our targets are also among the 100 most nearby stars. Therefore, our survey will yield a more complete census of planets around the closest stars and a better understanding of planetary systems.

Т.е. из RV-обзоров М-карликов следует, что короткопериодичные гиганты встречаются редко, долгопериодичные гиганты бывают у 2-3% (Калифорнийская группа), короткопериодичные суперземли и нептуны примерно у 10% (Женевская группа).

А так для сравнения есть еще микролинзовые обзоры, которые говорят, что примерно у трети М-карликов есть долгопериодичные нептуны и суперземли.

[Borislаv]

Обратила внимание, что для большинства звезд выборки верхние пределы превышают 8-10 масс Земли, и только для Проксимы и звезды Барнарда пределы более жесткие:  от 2 масс Земли ( в зоне обитания 3-4 массы Земли). Еще есть шансы найти там хорошие землеподобные планеты

Для этого я их и запостил.   Что бы своими глазами могли поглядеть каковы пределы. Ведь фактически одни из первых пределов для М-карликов, у их коллег по этому направлению работа только в самом разгаре.

[dims]

Кривая обозначает предел в обнаружение. Т.е. выше этой линии планеты исключаются, ниже нет.

А чем обсуславливается ход кривой? Это теория или эксперимент?

[Borislаv]

Кривая обозначает предел в обнаружение. Т.е. выше этой линии планеты исключаются, ниже нет.

А чем обсуславливается ход кривой? Это теория или эксперимент?

Насколько я понимаю это результат статистического моделирования, а причины по которым кривая не является прямой в том, что интервалы между RV-замерами лучевой скорости звезды не равны друг другу, плюс погрешность самих замеров не совпадает из-за влияния как активности самой звезды, так и атмосферы.