Архив 0910.2887: Транзитные горячие юпитеры на карте неба

[vika vorobyeva]

Группа товарищей (два немца и один грек) подсчитала количество еще не открытых транзитных горячих юпитеров на нашем небе, исходя из частоты наличия этих планет у звезд разной металличности и вероятности транзитной конфигурации. Они нашли, что на небе должно быть 20 транзитных горячих юпитеров с периодами от 1.5 до 50 земных суток у звезд ярче +8 звездной величины (реально открыты 2), и 3412 транзитных горячих юпитеров с аналогичными периодами у звезд ярче +11.5 звездной величины.
В общем, наблюдателям еще работать и работать

http://fr.arxiv.org/abs/0910.2887

[Foma]

на небе должно быть 20 транзитных горячих юпитеров с периодами от 1.5 до 50 земных суток у звезд ярче +8 звездной величины (реально открыты 2), и 3412 транзитных горячих юпитеров с аналогичными периодами у звезд ярче +11.5 звездной величины.

Интересная статистика. Получается, если одномоментно сфотографировать все небо, то мы увидим по меньшей мере несколько десятков "горячих юпитеров" в фазе транзита.
Таким способом можно самодеятельно искать экзопланеты. А именно: берем архивные обзоры всего неба (они есть в интернете?), фильтруем их простой программкой и на выходе имеем список кандидатов, которые после дополнительного наблюдения превращаются в действительные открытия. Задача вполне посильная коллективному разуму Астрофорума.
Даешь русскую транзитную экзопланету!

[polar]

на небе должно быть 20 транзитных горячих юпитеров с периодами от 1.5 до 50 земных суток у звезд ярче +8 звездной величины (реально открыты 2), и 3412 транзитных горячих юпитеров с аналогичными периодами у звезд ярче +11.5 звездной величины.

Интересная статистика. Получается, если одномоментно сфотографировать все небо, то мы увидим по меньшей мере несколько десятков "горячих юпитеров" в фазе транзита.
Таким способом можно самодеятельно искать экзопланеты. А именно: берем архивные обзоры всего неба (они есть в интернете?), фильтруем их простой программкой и на выходе имеем список кандидатов, которые после дополнительного наблюдения превращаются в действительные открытия. Задача вполне посильная коллективному разуму Астрофорума.
Даешь русскую транзитную экзопланету!

и что же это за "простая програмка", позволяющая по двум-трем снимках выдать все?
А то ж "мужики не знают", какие-то там спутники у них, сложные наблюдения.
А тут индивидуальный разум пришел ...

[Borislаv]

Таким способом можно самодеятельно искать экзопланеты. А именно: берем архивные обзоры всего неба (они есть в интернете?), фильтруем их простой программкой и на выходе имеем список кандидатов, которые после дополнительного наблюдения превращаются в действительные открытия. Задача вполне посильная коллективному разуму Астрофорума.
Даешь русскую транзитную экзопланету!

Насколько я понимаю нужны не просто архивные данные, а такие данные чтобы у них точность фотометрии была намного точнее 1% (средней глубины транзита горячего юпитера). А такая точность фотометрии по-видимому большая редкость и характерна для специализированных проектов.

Потом этот подход уже пытались применить на практике

ftp://ftp.iap.fr/pub/from_users/hebrard/ohp_2005.ps

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 HD 209458 ее транзит также был обнаружен и в фотометрии HIPPARCOS. С другой стороны в них не были обнаружены транзиты планеты у HD 149026 имеющие глубину 0.003 mag.
На первом этапе было выбрано 23304 звезд типов F2 и позже. После дополнительных ограничений осталось 17800 звезд. Учитывая 2% вероятность регистрации транзита ожидается открыть 11 транзитных планет.
194 цели яркостью от 4.9 до 11.5 звездной величины HARPS наблюдал в 2004-2005 годах. Каждую ночь наблюдалось от 70 до 90 целей с точностью 2 метра в секунду. У 37 шумных звезд точность была хуже 20 метров в секунду.
Ожидается повторить данную процедуру для миссии GAIA, где будет измерятся фотометрия около 1 млрд. звезд до 20 звездной величины в течение 5 лет примерно по 200 раз для каждой звезды.

Т.е. по непонятной причине (толи вероятность сыграла плохую шутку, толи критерии отбора кандидатов были неправильные) ничего найти по данным Гиппарха до сих пор не удалось.  

Вот еще статья по этому моменту для использования в будущем проекте
http://arxiv.org/abs/0909.0006

А так везде пишут, что трудность этого метода (обнаружения транзитной планеты всего лишь по одному транзиту) в том что гораздо большая доля звезд обладает сравнимой переменостью.

А так вообще мне кажется более реалистичным мониторинг звезд с уже известными долгопериодическими RV-планетами в транзитные окна. Конечно тут нужны значительные временные затраты, то практика уже привела к открытию двух долгопериоидических транзитных планет (16 и 111 суток), в последнем случае вообще везучее открытие. Такое открытие вполне реально небольшому телескопу и будет иметь большое значение для внесолнечной планетологии (возможные спутники и кольца).



Да и потом после отмены TESS в июне этого года конечно теперь открытие всех этих тысяч горячих юпитеров затягивается. Видимо теперь основную роль будут играть малоаппертурные наземные телескопы. Плюс возможно потом подключатся мультиобъектные спектрогрофы (вроде MARVELS) - т.е. сначала эти несколько миллионов звезд проверят на наличие короткопериодичных планет методом лучевых скоростей, а потом уже будут целенаправленно искать транзиты у уже известных планетных систем.

[Foma]

Потом этот подход уже пытались применить на практике

ftp://ftp.iap.fr/pub/from_users/hebrard/ohp_2005.ps

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 HD 209458 ее транзит также был обнаружен и в фотометрии HIPPARCOS. С другой стороны в них не были обнаружены транзиты планеты у HD 149026 имеющие глубину 0.003 mag.
На первом этапе было выбрано 23304 звезд типов F2 и позже. После дополнительных ограничений осталось 17800 звезд. Учитывая 2% вероятность регистрации транзита ожидается открыть 11 транзитных планет.
194 цели яркостью от 4.9 до 11.5 звездной величины HARPS наблюдал в 2004-2005 годах. Каждую ночь наблюдалось от 70 до 90 целей с точностью 2 метра в секунду. У 37 шумных звезд точность была хуже 20 метров в секунду.
Ожидается повторить данную процедуру для миссии GAIA, где будет измерятся фотометрия около 1 млрд. звезд до 20 звездной величины в течение 5 лет примерно по 200 раз для каждой звезды.

Т.е. по непонятной причине (толи вероятность сыграла плохую шутку, толи критерии отбора кандидатов были неправильные) ничего найти по данным Гиппарха до сих пор не удалось.  

Я примерно так и думал. С другой стороны авторам работы 2005 года были известны всего 10 транзитных планет, в то время как сейчас мы знаем их 60. Я нашел архив данных Гиппарха , в выходные покопаюсь-посмотрю, как выглядят старые кривые блеска новооткрытых транзитников. Вдруг что-то удастся выцепить.

[Borislаv]

Я примерно так и думал. С другой стороны авторам работы 2005 года были известны всего 10 транзитных планет, в то время как сейчас мы знаем их 60. Я нашел архив данных Гиппарха , в выходные покопаюсь-посмотрю, как выглядят старые кривые блеска новооткрытых транзитников. Вдруг что-то удастся выцепить.

Ээ, какие 10 и 60 транзитных планет? Ведь речь то идет о каталоге Гиппарха, который ограничен V=10.5. Поэтому -

было в середине 2005 года
HD 209458 b HIP 108859
HD 149026 b HIP 80838

потом прибавилось за 4 года
HD 189733 b HIP 98505
HD 17156 b HIP 13192
HAT-P-2 b HIP 80076
HD 80606 b HIP 45982
WASP-18 b HIP 7562
HAT-P-11 b HIP 97657 (тут кстати горячий нептун, как и у Глизе 436)

Итого 7 входящих в каталог Гиппарха транзитных горячих юпитера. Насчет каталога Тихо не знаю, возможно он характерен низкой точность фотометрии, да и звезды в нем гораздо хуже изученны.

В общем поищете конечно, может действительно счастливый билетик вытащите.

P.S.

Вот глянул описание каталога Тихо
http://cdsarc.u-strasbg.fr/viz-bin/Cat?I/259

Photometric std. errors (3) on VT
      VT < 9 mag                           0.013 mag
      all stars                              0.10 mag

Т.е. похоже для поиска транзитов горячих юпитеров каталог Тихо бесполезен.

P.S. 2
А вот нашел оригиналы научных статей об обнаружение в данных Гиппарха реальных транзитов

Для HD 209458 b
http://www.iop.org/EJ/article/1538-4357/532/1/L51/995926.text.html


Для HD189733b (звезда активная)
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0510286


В общем как видно нужна нехилая статистическая обработка (причем не стоит забывать, что заранее период планеты неизвестен) и немалое везенье.

[Foma]

Ну в общем посмотрел я на данные Гиппарха, в смысле видности в них новых транзитных экзопланет. Перестроил кривые блеска в зависимость блеска от фазы, взяв за основу общепринятые периоды планет, и посмотрел сколько фотометрических измерений попадает на транзиты.

Что оказалось:
HD 189733 b HIP 98505 - 4 попадания
HD 17156 b HIP 13192 - 2 попадания
HAT-P-2 b HIP 80076  - 3 попадания
HD 80606 b HIP 45982 - попаданий нет
WASP-18 b HIP 7562 - 10 попаданий
HAT-P-11 b HIP 97657  - 1 попадание


Самая красивая кривая (как в статье французов) это случай HD 189733 (см выше). Все другие гораздо шумнее. Интересен случай WASP-18, где в транзитное "окно" попали явно левые измерения с относительно небольшой погрешностью:

Как известно, WASP-18 тормозится приливными эффектами и менее чем через миллион лет упадет на свою звезду. Вероятно, странности в данных Гиппарха вызваны именно дрейфом периода планеты, и тогда, принимая во внимание большую временную базу (20 лет!), можно надеяться на максимально точное измерение "тормозного" эффекта. Осталось только придумать, как именно это сделать, и можно писать статью в Архив

[Borislаv]

Рад за Вас!   По крайней мере мне подумалось, что Вы забросили идею.

То, что у HD 189733 b самый четкий сигнал в данных Гиппарха неудивительно, это ближайший горячий юпитер к Земле из известных. Видимо это единственный случай, когда глубина транзита больше погрешности фотометрических измерений Гипарха.  

Насчет WASP-18b конечно все туманно. Как видно погрешность многократно больше глубины транзита. Хотя и создается впечатление, что в данных Гиппарха транзит гораздо глубже.   Но видимо без статистической обработки ничего точно не скажешь.

Там еще проблема, что по WASP-18b есть только одна статья.
http://www.nature.com/nature/journal/v460/n7259/edsumm/e090827-02.html
Но она доступна в полном виде только для подписчиков журнала Nature. Поэтому возможно в ней уже исследованна фотометрия Гиппарха? Как вариант вполне можно написать письмо группе SuperWASP, возможно Вас включат, как соавтора следующей статьи по ней? На мой взгляд вполне оригинальное исследование, тем более что преценденты публикации по другим транзитным планетам фотометрии Гиппарха уже есть.

P.S. Сейчас посмотрел, оказывается 26 октября статья была выложена в общий доступ в Архиве.
http://fr.arxiv.org/pdf/0910.4875v1
В ней про фотометрию Гиппарха не слова. Форма транзита приводится следующей.



P.S 2 Боюсь разочаровать, однако я вспомнил, что Грегори Лафлин упоминал об этом еще два месяца назад в своем блоге

http://oklo.org/?s=wasp-18

September 7th, 2009
Darin also pointed out something else that’s pretty cool. As is also the case with HD 209458b and HD 189733b, the transit of WASP-18b is readily visible in the archived photometry from the Hipparcos mission. Indeed, the planet has been sitting in open view on the web for well over a decade, assuming, of course, that one knew exactly where to look. To see it with 20-20 hindsight, use the folding applet provided at the Hipparcos web site. Enter the Hipparcos catalog number (7562) for the parent star, and fold the 130 published photometric measurements at the 0.94145299 day orbital period. Can you see the transit?

[Foma]

P.S 2 Боюсь разочаровать, однако я вспомнил, что Грегори Лафлин упоминал об этом еще два месяца назад в своем блоге

Это не показатель. Что там Лафлин, я полагаю, сами васповцы давно имеют в своем распоряжении и архивы Гиппарха и данные из AAVSO и много другого. Вопрос в исследовании этих данных и их интерпретации. Например  в статье от 26 октября указаны уже чуть другие эфемериды транзита и период и это неоднозначно сказывается на свертке (точки зримо "съезжают"). Значит полученное решение не окончательно и его можно и нужно улучшать. Я мог бы по критерию хиквадрат подобрать период для гиппарховских данных, но боюсь, это мало что даст. Период непостоянен. В лучшем случае придется подгонять зависимость типа P=P0-a*t,  а худший боюсь даже представить. Короче, надо подумать.

[Borislаv]

А Вы не пробовали для начала простейший способ статистической обработки - взятие средних значений на фиксированных временных интервалах уже приведенных к постоянной фазе (периоду) значений? Получается, там более-менее что-то похоже на транзит или нет?

А так чисто субьективно разница между данными Гиппарха не более порядка 1000 оборотов планеты (спутник летал в 1989-1993 годах). Так как звезда южная, то ее проект SuperWASP в лучшем случае начал наблюдать в сезоне 2006 года. Т.е. между Гиппархом и SuperWASP где-то 13 лет или до 5000 оборотов планеты. Поэтому разница между значениями периода полученными SuperWASP и Гиппархом по идеи должна быть многократно больше, чем разница между разными наблюдениями транзитов Гиппархом.