Открытия и исследования экзопланет

[vika vorobyeva]

Насколько я понимаю, споры о составе атмосферы GJ 1214 b ведутся уже давно. Конкурируют две основные гипотезы - водородно-гелиевой атмосферы с высотной дымкой или атмосферы из водяного пара. Вроде бы какие-то товарищи измерили разницу в транзитном диаметре планеты на волнах 3.6 и 4.5 мкм в 600 км и объяснили это малой средней молекулярной массой атмосферы.
Выяснилось что-то новое? Получены какие-то наблюдательные данные? Или это просто сторонники "воднопаровой" гипотезы удачно пропиарились?

[Olweg]

Здесь подробнее:
http://www.spacetelescope.org/news/heic1204/
http://www.skyandtelescope.com/news/GJ-1214b-A-Steam-Bath-World-139855143.html

Похоже, что статья уже пару месяцев лежит в arxiv'е, Dayan приводил ссылку:
http://arxiv.org/abs/1111.5621

[arxey]

Причём дело не только в том, что теперь человечество может обнаружить планеты, которые, по оценкам астрономов, не проходят через диски своих звёзд или просто слишком малы для прежних методов.

Не понял, каким образом можно увидеть изменение поляризации света звезды планетой, без прохождения ее по диску звезды. Да и в первоисточнике что-то не замечаю такого утверждения. А, нашел. по отраженному свету, значит. Неужели его можно заметить?

Мне очень странно другое - почему в статье ничего не говориться о том, что по плоскости поляризации при транзите можно достаточно точно определить плоскость орбиты экзапланеты. Или автор новшества до этого не догадалась? Непонятно. Если нет, тогда - мне премию или хоть грамоту 
 Набросал схемку для пояснения: в моменты транзита (2 и 4) свет звезды отраженный от атмосферы планеты будет иметь, чаще всего, две отличающиеся плоскости поляризации (за исключением точного прохождения через центр звезды - тогда угол будет один). По сумме углов поляризации можно определить ось и плоскость орбиты экзапланеты.
 Кстати, это явление можно будет наблюдать всем 6 июня этого года при транзите Венеры по диску Солнца.

[arxey]

 Еще пара соображений:
При полном отсутствии поляризации, при транзите, можно говорить об отсутствии атмосферы у планеты, либо о низком альбедо атмосферы.
В случае неполного покрытия планетой диска звезды угол поляризации будет меняться на протяжении всего транзита.

[bigol]

Подождите, но Вы тоже все время говорите о транзитах. А там имхо принципиально важно другое - якобы БЕЗ транзитов можно обнаружить планеты.

[arxey]

Подождите, но Вы тоже все время говорите о транзитах. А там имхо принципиально важно другое - якобы БЕЗ транзитов можно обнаружить планеты.

  Да действительно. Видимо меня ввела в заблуждение фраза про уже известные экзапланеты:

Кроме того, поляриметрия поможет выяснить состав атмосфер тех планет, которые уже известны астрономам. Что особенно ценно, анализ рассеянного света можно осуществлять при помощи небольших телескопов: это потенциально позволяет использовать для исследований даже астрономов-любителей и краудсорсинг.

  - В этом случае (с привлечением ЛА) не транзитное наблюдение видится вовсе проблематичным.

  С транзитом же все проще: нужно взять n телескопов с фотометрами и калиброванными на разные углы поляризационными фильтрами и померить очень точно время наступления фаз транзита под разными углами поляризации. По очень небольшим задержке/опережению фазы на определенном угле - можно судить "о попадании в цель".
  ИХМО: предложный мной метод определения плоскости орбиты - всего лишь частный случай описанной в статье методики. Как можно работать с поляриметром и не знать угол поляризации?

[ovz]

С транзитом же все проще: нужно взять n телескопов с фотометрами и калиброванными на разные углы поляризационными фильтрами и померить очень точно время наступления фаз транзита под разными углами поляризации.

Зачем так сложно. Можно взять один телескоп и вращать поляризационный фильтр с определенной частотой. В этом случае при начале - окончании транзита будет наблюдаться некоторая синусоидальная составляющая, которую можно выделить из общего постоянного сигнала. По фазе этой синусоиды можно определить угол поляризации.
Пропадают проблемы синхронизации телескопов и их калибровки. Телескоп получается калиброванным относительно себя же. Да и вообще он один. Так проще и дешевле. Кроме того легко устраняются низкочастотные помехи, связанные с изменением прозрачности атмосферы и др.

[Dayan]

В Архиве препринтов появилась статья от учёных из обсерваторий Италии, американского института Космического телескопа и Калифорнийского университета (Лос-Анжелес). Они провели исследование 5078 кривых блеска звёзд поздней главной последовательности в шаровом скоплении NGC 6397, которые были получены к. т. им. Хаббла. 2215 этих кривых принадлежат красным карликам М0-М9, входящих в шаровое скопление. Исследования велись в основоном для выявления транзитных планет и переменных звёзд в области размером 202 ′′ × 202 ′′ на расстоянии 5′ от центра скопления. Наблюдение было осуществлено на протяжении 126 оборотов Хаббла по орбите, а полная выдержка составила ~50 часов. NGC 6397 является бедным металлами ([Fe/H]≃−2) шаровым скоплением, по удалённости второе от Земли. В полученных данных были устранены систематические ошибки насколько возможно.
Всего четыре звезды оказались подозрительными на транзиты, но только один кандидат по мнению авторов может заслуживать дальнейших исследований: ID#5936 (идентификационный номер звезды) демонстрирует падение блеска на 0.08^m с периодом 2.1 суток, эта звезда является членом скопления. Надёжность данных по кандидату не очень высока.
Что касается переменных звёзд, то их оказалось 13 с высокой степенью надёжности, это звёзды фона. 12 из этих переменных - новооткрытые.

[Dayan]

Риа новости сообщили вчера об интересном исследовании. По рассчётам исследователей в США количественно на каждую звезду Галактики приходится в среднем 100 000 планет , большинство из которых было выброшено из планетных систем при формировании. Это на несколько порядков больше, чем давали предыдущие исследования.

[Ssid]

Риа новости сообщили вчера об интересном исследовании.

В прошлом году астрономы обнаружили 10 планет, которые были когда-то выброшены из звездной системы и отправились в "свободный полет".

Это какие? Что имеется в виду?

[SpaceEngineer]

Если каждую планетезималь счтать планетой, то и весь миллиард будет)

[Klapaucius]

Рассеянные звёздные скопления со временем превращаются в ассоциации и распадаются, "размазываются" по диску. Однако звёзды образуются "кучками", довольно плотными. Что мешает предположить наличие там и много меньших по размеру объектов, которые образовались именно как часть скопления а не на орбитах звёзд (или разлетелись при формировании этих молодых систем)? Большинство разлетелось, но какая-то часть была захвачена (некоторые кратные звёзды и звёзды с планетами). Захвачена как в скоплении, так и потом, при дрейфе звезды наподобие Солнца в такой насыщенной планетами и прочим мусором среде. Применительно к солнечной системе в данном случае следовало бы ожидать весьма массивные тела на орбитах, сильно отличных от плоскости эклиптики (чего пока не обнаружено даже весьма далеко, хотя тут остаётся значительный фактор наблюдательной селекции - там меньше ищут). В основном в облаке Оорта конечно. Ну и какое-то число гиперболических комет, причём тоже в основном не в плоскости эклиптики.
Отсутствие таких объектов налагает серьёзные ограничения на подобного рода гипотезы. Окрестности Солнца явно ими обделено - их либо никогда не было, либо они в нашей окрестности самоликвидировались, или как-то перешли в плоскость эклиптики, в первые сотни миллионов лет.
У молодых звёзд, особенно в скоплениях, возможно много планет (и звёздных систем) вращающихся не в одной плоскости. Может изучение кратных звёздных систем тут могло бы как-то помочь, но не факт.

[vsevolodson]

Применительно к солнечной системе в данном случае следовало бы ожидать весьма массивные тела на орбитах, сильно отличных от плоскости эклиптики (чего пока не обнаружено даже весьма далеко, хотя тут остаётся значительный фактор наблюдательной селекции - там меньше ищут). В основном в облаке Оорта конечно. Ну и какое-то число гиперболических комет, причём тоже в основном не в плоскости эклиптики.
Отсутствие таких объектов налагает серьёзные ограничения на подобного рода гипотезы. Окрестности Солнца явно ими обделено - их либо никогда не было, либо они в нашей окрестности самоликвидировались, или как-то перешли в плоскость эклиптики, в первые сотни миллионов лет.

Самые сильные ограничения на сегодняшний день - это расстояние между такими объектами всего в несколько АЕ в окрестностях Солнца. ИМХО надо следить за межзвёздными метеорами, чтобы делать выводы.

[Zhak RRR]

Ну если допустим планета размером с землю находиться на орбите в пол световых года от солнце реально ли её обнаружить?!

[Алекс636363]

Если таких объектов достаточно много, то ближайший должен располагаться на расстоянии примерно 500 а.е. (во всяком случае, порядка сотен а.е.) Каким может быть альбедо таких объектов размером, скажем , с Землю? Обнаружить, наверное, можно, искать тоже нужно.
 Нибиру, однако)))))))))

[Dayan]

Если таких объектов достаточно много, то ближайший должен располагаться на расстоянии примерно 500 а.е. (во всяком случае, порядка сотен а.е.) Каким может быть альбедо таких объектов размером, скажем , с Землю? Обнаружить, наверное, можно, искать тоже нужно.
 Нибиру, однако)))))))))

Никто ничего вам не должен. Если среднее расстояние между звёздами принять равным 4 световым годам, то среднее расстояние между свободными планетами будет 4/100000^1/3=0.086 св лет, а это примерно 5500 а.е. Это, конечно, если действительно таких планет в 100 тысяч раз больше чем звёзд.

[vsevolodson]

а что за планету считают авторы? объект, достаточно массивный, чтобы стать круглым и дифференцированным?

[Olweg]

objects ranging from the size of Pluto to larger than Jupiter

http://www.universetoday.com/93749/nomad-planets-could-outnumber-stars-100000-to-1/

[Klapaucius]

Ну если допустим планета размером с землю находиться на орбите в пол световых года от солнце реально ли её обнаружить?!

С землю и пол светового года - определённо нет. На порядки ближе, и ищут зачастую в плоскости эклиптики.
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,75312.msg1250726.html#msg1250726
Подробности я забыл, но тема не очень большая, думаю ответ на свой вопрос найдёте (в т.ч. по многочисленным ссылкам там). Полезно хотя бы было сосредоточиться для начала на изучении того что такое пояс Койпера и Облако Оорта, и чем они отличаются.

[arxey]

С транзитом же все проще: нужно взять n телескопов с фотометрами и калиброванными на разные углы поляризационными фильтрами и померить очень точно время наступления фаз транзита под разными углами поляризации.

Зачем так сложно. Можно взять один телескоп и вращать поляризационный фильтр с определенной частотой. В этом случае при начале - окончании транзита будет наблюдаться некоторая синусоидальная составляющая, которую можно выделить из общего постоянного сигнала. По фазе этой синусоиды можно определить угол поляризации.
Пропадают проблемы синхронизации телескопов и их калибровки. Телескоп получается калиброванным относительно себя же. Да и вообще он один. Так проще и дешевле. Кроме того легко устраняются низкочастотные помехи, связанные с изменением прозрачности атмосферы и др.

Извиняюсь за оффтоп и некоторую неуместность в данной ветке, но все же:
  При вращении поляриметра упадет точность определения яркости для каждого момента времени, из за высокочастотных шумов атмосферы и электроники. Да и говорить о строго-одном угле поляризации можно только в момент транзитного касания атмосферой планеты диска звезды (моменты 21, 41 -см.рис.ниже), и об отсутствии половины поляризации на строго определенном угле - в момент близкий к началу полной фазы (моменты 22, 42). Остальные фазы будут давать разброс углов.  Использовать несколько телескопов - как правильно заметил ovz тоже не лучшее решение.
  Есть еще такой вариант(см. ниже схему прибора): использовать один достаточно крупный телескоп, а световой поток разделить на n-потоков с помощью полупрозрачных зеркал (1). Далее каждый отдельный поток направить на свой поляризационный фильтр (2) и фотометр (3).
*Угол фильтра(2) необходимо сверить с углом полупрозрачного зеркала(1), которое естественно тоже поляризует.
Не поляризованную часть света, прошедшую все полупрозрачные зеркала нужно направить на последний фотометр (4) -назовем его опорным.
  В таком приборе, кроме наклона орбиты, можно оценить толщину и состав атмосферы - по небольшому всплеску в момент касания (точки 21 и 41) и уточнить диаметр планеты по небольшой задержке в момент начала фазы полного транзита и по времени отсутствии половины поляризации в момент близкий к началу полной фазы (точки 22 и 42).
  За 1 транзитный проход получим 4 ключевых точки с отличающимися от опорного значениями, т.е. 4 измерения.
  Т.к. разница между значениями невелика, для лучшей наглядности предлагаю использовать вместе с кривой блеска график разницы между значениями опорного сигнала и поляризованного. Для этого нужно в каждой точке графика отнимать значение опорного сигнала (график I) от значения поляризованного на угол n (графики II и III). Кроме того если просуммировать полученные значения для каждого значения времени, то график будет иметь вид "IV".