Открытия и исследования экзопланет

[Borislаv]

Сюдя по количеству на графике точек, как раз где-то несколько минут. А потом уже усреднением получают 0.03% за час. 

[Olweg]

График, насколько я понимаю, приведен к одному периоду, с точками, полученными за все время наблюдений.

[Borislаv]

Кмм, похоже на то. Так как внизу доли от фазы. А в случае с двойной дни...

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0305159
А вот тут написано, что длительность экспозиция для Корота 32 секунды. И то, сколько звезды пикселей занимают.
100–105 px at V=11–12,
80–90 px at V=13–14,
40–50 px at V<=15

Уточнил в случае с MOST'ом пределы для вторичного затмения. Для ИК получает они гораздо больше - аж на 2 порядка.
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0603410
We set a 1 \sigma upper limit on the planet-star flux ratio of 4.88 x 10^-5 corresponding to a geometric albedo upper limit in the MOST bandpass (400 to 700 nm) of 0.25. The corresponding numbers at the 3 \sigma level are 1.34 x 10^-4 and 0.68 respectively. HD 209458b is half as bright as Jupiter in the MOST bandpass. This low geometric albedo value is an important constraint for theoretical models of the HD209458b atmosphere, in particular ruling out the presence of reflective clouds. A second MOST campaign on HD 209458 is expected to be sensitive to an exoplanet albedo as low as 0.13 (1 sigma), if the star does not become more intrinsically variable in the meantime.

Значит на уровене альбедо в 25 процентов точность фотометрии на уровне 1 сигма составила 4.88 к 100 000 или 0.005%. Если предположить, что реальное альбедо в 12%, то точность должна быть 0.0025%.
Но большая полуось Озириса в 0.045/0.03=1.5 раза больше. А значит яркость отраженного света будет в 1.5^2=2.25 раз выше. Также радиус больше Озириса в 1.65/1.32=1.25 раз. Яркость ПИ*1.25^2=4.9 раз выше.
Общая яркость = 2.25*4.9=11 раз выше чем Озириса.
Итого фотометрическая глубина вторичного затмения на уровне 1 сигма может составить 0.0025%*11=0.0275%

Про погоду похоже можно забыть, но для альбедо точности должно хватить

[Borislаv]

Всего в рамках этой программы с 1998 года проверяеться 260 звезд, открыто 30 планет, что позволяет определить долю планет в 10 процентов для точности в 3 м/c.

Судя по этой таблице, австралийцы открыли к осени прошлого года 25 планет в 24 системах (или подтвердили уже открытые). Плюс еще 3 - получается 28, двух не хватает (если это не HD154345 и HD24040).

Похоже, что две планеты которых не хватает, это вторая и четвертая планета у Мю Жертвеника (HD160691). А в таблице на ААТ значится только первая планета, хотя планеты "c" и "e" тоже были открыто совместно с ESO. (статьи в Архиве 0409335 и 0608279)

Нашел одну раритетную работу
http://articles.adsabs.harvard.edu//full/1988ApJ...331..902C/0000903.000.html
Title: A search for substellar companions to solar-type stars
Authors: Campbell, B., Walker, G. A. H., & Yang, S.

Вероятно первый поиск планет методом лучевых скоростей. С начала 80х в течение 6 лет на CFHT. Т.е. намного раньше чем на Лике или HET.
Цель заключалась в мониторинге 12 поздних карликов и 4 субгигантов с точностью 12 метров в секунду.
Две звезды - Гамма Цефея и хи1 Ориона А оказались тесными двойными.

У 16 звезд в таблице сейчас планеты известны у 2 - Гамма Цефея и Эпсилон Эридана. Получается те же 12-13% частоты известных планет у хорошо изученных звезд.

[KOR01]

Ищут любителя астрономии для работы на телескопе 23 см с полем 5 градусов. Задача: поиск экзопланет, наблюдение и обработка данных. Знание компа, желание работать и любить небо. Зарплата очень низкая (по нашим понятиям 30-50 долларов в месяц), работа как минимум на год, высоко в горах. Жилье и питание обеспечивают.

[Mars]

Кстати у меня в рассылках сказано что Корот сможет получать спектр некоторых экзопланет. Планируются ли в ближайшее время спектральные наблюдения планеты Глизе 581с на наличие воды и кислорода?

[vika vorobyeva]

Насколько я понимаю, речь идет о наблюдении спектров ТРАНЗИТНЫХ планет, т.е. планет, периодически проходящих по диску своей звезды. Однако транзитная конфигурация - вещь достаточно редкая (наклонение орбиты планеты должно лежать в узких пределах ~ 88-90 градусов). На данный момент транзиты планет по диску Gliese 581 не обнаружены (хотя их искали для горячего нептуна Gliese 581 b). Так что с определением состава атмосферы Gliese 581 c придется подождать
На всякий случай напомню, что 5 земных масс - это МИНИМАЛЬНАЯ масса планеты (m sin i). Реальная масса в среднем в 1.4 раза больше, а в принципе может быть и гораздо больше (если наклонение i близко к нулю).

[Borislаv]

работа как минимум на год, высоко в горах.

Майданек или Кавказ? Что за проект, если не секрет? Поиск транзитов?

[vika vorobyeva]

А тем времем в Энциклопедии поданы еще 2 заявки на новые планет, пока без расшифовки
 A Planetary Mass Companion to the K0 Giant HD 17092

Вот что пишет про нее Энциклопедия:
http://vo.obspm.fr/exoplanetes/encyclo/planet.php?p1=HD+17092&p2=b

Звезда - красный гигант массой 2.3 солнечных масс, расстояние определено очень неуверенно: 109 ± 55 пк. Планета массивная: m sin i = 4.6 ± 0.3 масс Юпитера, большая полуось 1.3 а.е., орбитальный период 360 дней, эксцентриситет 0.165 ± 0.05.

Вот еще про нее:
http://exoplanet.eu/papers/HD_17092a.pdf

[Borislаv]

Всего в рамках этой программы с 1998 года проверяеться 260 звезд, открыто 30 планет, что позволяет определить долю планет в 10 процентов для точности в 3 м/c.

Судя по этой таблице, австралийцы открыли к осени прошлого года 25 планет в 24 системах (или подтвердили уже открытые). Плюс еще 3 - получается 28, двух не хватает (если это не HD154345 и HD24040). Провел небольшой стат.анализ, вот что получается:

12 планет с периодом меньше года (4.6%), из них половина с периодом меньше месяца (горячие юпитеры) - 2.3%. Минимальная масса - 0.14 юпитеров, немного не дотягивает до горячих нептунов. Один ГН есть у Мю Жертвенника, но обнаружен он другими группами. У всех ГЮ мин.масса меньше 1 юпитера, кроме Глизе 86 - планеты довольно тесной двойной звезды (у нее сразу 4 юпитера).
 
14 планет с периодом больше года (5.4%). В их числе 3 "сверхгиганта" массой больше 3.5 с эксцентричными орбитами (1.1%) и 11 планет в диапазоне масс 0.75-3.5. Из них у трех e<0.1 (27% от общего числа, что практически совпадает с моими предыдущими оценками). Уточню, что учитывал я только внутренние планеты-гиганты.

Какие можно сделать выводы? Короткопериодичные гиганты с T<1 г встречаются у ~5% звезд типа Солнца, причем половина из них приходится на ГЮ. Вряд ли эта пропорция сильно увеличится. Доля систем с гигантами тяжелее 4 юпитеров - около 1%, но она должна со временем увеличиться за счет более долгопериодичных. Во всяком случае, такие планеты существуют не более чем у нескольких процентов звезд. В более "нормальных" системах (T>1 г, M<3.5) планеты типа Юпитера (e<0.1) встречаются в одном случае из четырех.

Решил более тщательно изучить выборку ААТ.
Нашел первоначальный список с которого они и начали наблюдения летом 1998 года. Т.е. звезды наблюдаются уже 9 лет с точностью 3 метра в секунду.
http://astron.berkeley.edu/~paul/jones02b.pdf

Список включает 178 поздних (IV–V) F, G и K звезд ниже небесной широты в -20 до V<7.5 плюс 16 высокометалличных ([Fe/H] > 0.3) звезды с V < 9.5 и 7 красных карликов с V<7.5 на широте <-20.

Итого: 204 звезды

Из них: (цифры означает номер звезды в каталоге HD)

26 с планетами (142, 2039, 13445, 17051, 20782, 23127, 23079, 27442, 30177, 39091, 70642, 73526, 75289, 76700, 83443, 102117, 117618, 134987, 160691, 179949, 187085, 196050, 208487, 213240, 216435, 216437) плюс планетные системы открытые в ESO и не значащиеся у AAT (видимо из-за недостаточной точности) - горячий нептнут у 4308, юпитер на 2 а.е. у 10647, горячий сатурн у 108147.
Итого 29 систем с планетами.

18 с обнаружеными в ходе RV сьемки короткопериодичными звездными компаньенами (3277, 7570, 18907, 26491, 39213, 42024, 64184, 120690, 121384, 131923, 145825, 150248, 156274A, 158783, 162255, 169586, 175345, 210918)

1 с коричневым карликом (164427)

Доля звезд с планетами.
в общем 29/204=14%

убрав тесные двойные и c короткопериодичными коричневыми карликами
29/(204-18-1)=29/185=15.5%

убрав М карлики (у них обнаружен только звездный компаньен у 156274A)
29/(185-7+1)=29/179=16%

Хорошо бы еще поправку на активность звезд, там наверно есть корреляция 

[vika vorobyeva]

Орбита HD 17092 b:
http://allplanets.ru/star.php?star=HD%2017092

[Borislаv]

Сравнил с наиболее старой крупной выборкой в северном полушарии - на Лике с 1987 года

http://arxiv.org/abs/astro-ph/9906466

Там дан список из 76 FGK звезд.

планеты у 95128, 186427, 3651, 9826, 19994, 22049, 120136, 117176, 75732, 217014, 143761.

звездные компаньены обнаружены у 39587, 161797, 122742, 131511, GL688.

66 звезды больше 7 лет (с 1992-1999) 9 с планетами 13% без 4 зв.ком. 14.5%
52 звезды больше 10 лет (с 1989-1999) 8 с планетами 15% без 2 зв.ком. 16%
38 звезд больше 11 лет (с 1988-1999) 7 с планетами 18% без 2 зв.ком. 19.5%
29 звезд больше 11.2 лет (с 1987-1999) 6 с планетами 20% без 1 зв.ком. 21.5%
7 звезд больше 11.4 лет (с 1987-1999) 2 с планетами 28% (!) зв.ком. нет.

[Olweg]

Борислав, огромное спасибо за ссылку! Для статистики выборка совершенно бесценная. Я и не думал, что ее публиковали.

Интересно, что после 99-го у этих звезд открыто еще только 2 планетные системы: HD 3651 и HD 19994. Итого 11 систем из 76.
Однако авторы пишут, что 51 Пегаса и Ро Северной Короны были включены в обзор уже после открытия другими группами и поэтому не могут учитываться в статистике.
С двойными звездами не очень ясно - исключать их или все же оставить, и если исключить, то какие именно. Доля планетных систем будет составлять 9/74 = 12% или 9/69 = 13% с учетом и без учета двойных.

Поскольку планеты-гиганты по теории аккреции (да и по теории грав.нестабильности) должны возникать очень быстро, чуть ли не за сотни тысяч лет, именно они определяют дальнейшую "архитектуру" планетной системы. Если учитывать только внутренние планеты типа Юпитера, то распределение будет таким:
- 3 системы с ГЮ: 55 Рака, Ипсилон Андромеды и Тау Волопаса, ~4%
- 2 системы с "теплыми" Юпитерами (период меньше года): 70 Девы и HD 3651, ~2.8%
- 4 долгопериодичные системы, причем в одной планета на орбите, близкой к круговой (47 Б.Медведицы, 1/4=25%  )

- один горячий нептун у 55 Рака.

Максимальные периоды:
- 55 Рака d (12 или 15 лет)
- Эпсилон Эридана (~7 лет)
- 47 Б.Медведицы (~7 лет, но возможно и больше, параметры до сих пор очень плохо определены).

Итак, пока только один "двойник" Юпитера, да и тот в многопланетной системе и весьма массивный (~5 юпов).

[polar]

http://ru.arxiv.org/abs/0705.0910

Специально писать про нее не буду, но вдруг кому интересно.


http://ru.arxiv.org/abs/0705.0935

Не знаю, новая планета (для Вики) или уже были какие-то релизы.

[Borislаv]

http://ru.arxiv.org/abs/0705.0910
Специально писать про нее не буду, но вдруг кому интересно.

Да, интересная статья. Еще утром обратил внимание. Надо ее поподробней изучить.

[Borislаv]

С двойными звездами не очень ясно - исключать их или все же оставить, и если исключить, то какие именно. Доля планетных систем будет составлять 9/74 = 12% или 9/69 = 13% с учетом и без учета двойных.

Думаю, лучше не учитывать. Так как визуальные двойные при обычных поисках исключают сразу, обычно с звездными компаньенами в 2-3" от цели. Да и какие планеты могут быть при наличие короткопериодичного звездного компаньена? Они конечно могут быть на широких орбитах вокруг пары, но внутри что-то сомневаюь. Наверно нужно минимум 5-10 а.е. свободного пространства для образования планет.

[Borislаv]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505003

Два года назад Марси представил данные о своей выборке включающей 1330 FGKM карликов наблюдаемых на Лике, Кеке и ААТ. В статье было указанно, что из них у 88 звезд известны планеты, а 12 систем состоят из нескольких планет. Общая планетная частота 88/1330=6.6%

Т.е. тогда планетная частота большой 1000-звездной выборки была в 2 раза меньше, чем первоначальной на Лике.

Решил поглядеть, как изменилась ситуация сейчас. Использовал список из 1039 FGK карликов проверяемых на Лике, Кеке и ААТ. http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0601656
Видимо разница в числе звезд в основном из-за отсутствия красных карликов.

Сначала поглядел общую динамику роста FGK-выборки у Калифорнийской группы

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0306524

(число проверяемых звезд на Лике, Кеке, ААТ соответсвенно и в сумме)
1997 (74+179+0)=253
1998 (265+270+66)=601
1999 (360+326+198)=884
2000 (360+360+198)=918
2001 (360+399+198)=957
2002 (360+443+198)=1001

Т.е. большинство звезд наблюдается с 1999-2000 годов, хотя окончательное наполнение произошло уже после 2001 года.

Из 1039 FGK звезд сейчас 113 являются известными планетными системами (хотя в списке есть несколько горячих нептунов открытых в ESO). 20 из них мультипланетные системы.
Значит частота 113/1039=10.9%, т.е. вплотную приблизилась к значению первоначального Ликского обзора. Также можно заметить, что в 1987-1995 проверка шла с точностью 10-15 метров в секунду, и лишь в 1996 возросла до 3-5, в тот же год подключился Кек с примерно такой же точностью. Фактически низкокачественные данные этих измерений пригодились лишь для открытия тяжелых аналогов Юпитера.

Для открытия тяжелого аналога Юпитера у 55 Рака 10-15 метров в секунду хватало, и на момент презентации в 2002 году уже имелись данные в течение 15 лет, т.е один оборот. Для обычного аналога Юпитера нужны высокоточные данные, т.е. максимум с 1996 года. (100-200 проверяемых звезд). Для периода в 12 лет получается год презентации - 2008.

Причем только у американцев хватит точных данных, у ELODIE точность только 10 метров в секунду, а у Coralie приблизилась к 3 метрам в секунду лишь в 2001-2002 годах.

Косвенно это подтверждает факт, что долговременный тренд опубликован лишь для уже известных экзопланетых систем или для кандидатов массой с коричневый карлик или звездный компаньен.(совсем недавно была статья)

В общем интересные вещи только начинаются

[Borislаv]

http://www.arxiv.org/abs/0705.0993
Наблюдения Спитцером ближайшего транзитного горячего юпитера у HD 189733 позволили оценить максимальную температуру в 1212 (+/-11) K, а минимальную в 973 (+/-33) K на длине волны в 8 микрон. Это указывает на перемешивание атмосферы в отличие от Ипсилон Андромеды. Вторичное затмение зафиксированно на 120 (+/-24) секунды пойже прогноза, что может говорить о несимметричности теплового излучения, эксцентричной орбите или наличия еще одной планеты в системы. Удалось даже рассмотреть некоторую несимметричность в температурной карте планеты.
Вероятно это первая карта внесолнечной планеты

[Borislаv]

Подробности крупного достижения.
Спитцер непрерывно наблюдал звезду с планетой целых 33.1 часа с экспозициями по 0.4 секунды. Наблюдения начались за 2.6 часа до начала транзита и закончились через 1.9 часа после окончания вторичного затмения. В результате получено 278528 снимков размером 32 на 32 пикселя.
Такая процедура разительно отличается от подхода к Ипсилон Андромеды, когда была снята фотометрия в 5 различных точках орбиты при разных фазах планеты.

[vika vorobyeva]

http://www.arxiv.org/abs/0705.0993
Удалось даже рассмотреть некоторую несимметричность в температурной карте планеты.
Вероятно это первая карта внесолнечной планеты

Прекрасный результат! Подтверждающий более ранние теоретические модели горячего юпитера (в применении к HD 209458 b), в которых максимальная температура "поверхности" достигалась не в подсолнечной точке, а была смещена по долготе примерно на 60 градусов сильными экваториальными ветрами.

По-видимому, в природе реализуются горячие юпитеры всех типов атмосферной циркуляции При малой скорости перемешивания (в сравнении со временем высвечивания газом тепловой энергии) образуется "горячее пятно" в подсолнечной точке, антисолнечное полушарие сильно охлаждается, температурный контраст достигает 1400К (пример - Upsilon Andromedae b). При усилении перемешивания горячее пятно смещается по долготе и растягивается, температурный контраст между полушариями уменьшается до 300-400К (пример - HD 189733 b). И наконец, при дальнейшем увеличении скорости перемешивания горячее пятно растягивается в раскаленную полосу вдоль всего экватора, и температурный контраст между полушариями исчезает (пример - HD 209458 b).