Открытия и исследования экзопланет

[Борислав]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609253
Экзотические Земли. Формирование обитаемых миров с помощью планет-гигантов.

Olweg уже давал ссылку на статью об этом в СМИ. Теперь опубликованна сама статья.

Интересны условия числового моделирования:
Основной момент моделирования миграция планеты-гиганта во внутрь системы.
Расматривается область диска 0.25-10 а.е. Диск содержит 17 масс Земли скалистого/ледяного материала поделенного между 80 планетоизмалями размером между Луной и Марсом. и 1200 более мелких объектов. Диск неоднороден в плане состава - внутри железно-богатый и водно-бедный, снаружи железно-бедный и водно-богатый.
Рисунок 1 показывающий промежуточные результаты моделирования.

[Борислав]

Таблица показывающая конечный результат четырех моделирований и Солнечную систему для сравнения.
Величина эксцентриситета показана рамками под каждый телом.

[Борислав]

Рисунок 3. Показанно распределение открытых планет гигантов в противополжность зоны жизни. Открытые круги представляют собой планеты, которые допускают существование годных для жизни планет, закрытые не допускают. Также учитывается влияние эксцентриситета.

[Борислав]

Таблица показывающая свойства симмулированных планет.

[Борислав]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609255

Лимиты на транзиты Нептун-массовой планеты вокруг Gl 581

Поиск проведен на 1-метровом телескопе Swope в обсерватории Las Campanas более двух предсказанных транзитных эпох. Первая эпоха наблюдалась непрерывно 6.33 часа с точнотью 1.6 mmags и ритмом 2.85 минут. Вторая эпоха была проверена в B-band свыше 5.85 часов, со средней точностью 1.2 mmags и 4.28 минутным ритмом. Транзитов не обнуруженно.
Это значит, что наклонение орбиты менее чем 88.1 градусов для планет с радиусом больше чем 0.38 радиусов Нептуна = 1.48 радиуса Земли. Так как модели говорят о том что радиус должен быть больше 1.55 масс Земли, можно установить минимальную массу для Gl 581b в 0.97 масс Нептуна или 16.6 масс Земли.
Авторы отмечают, что транзит для двух планет GJ876d и GJ436b тоже не был обнаружен (Rivera et al. 2005, 2004). GJ581b, была проверенна тоже впервые. Вероятность транзита для GJ581b - только 3.3%.

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609259

Возраст звезд с транзитными планетами.
Фотометрически поиски нашли планеты-гиганты даже ближе к звезде чем горячие Юпитеры, с периодом меньше 3 дней. Обсуждается почему радиальные исследования не смогли обнаружить такие планеты очень горячие Юпитеры (VHJ). Возможное объяснение то, что планеты на тесных орбитах недолговечны, быстро испаряются на коротких интервалах времени из-за сильной UV (ультафиолетовой) изменчивости звезд. В этом случае звезды с VHJ должны быть систематически более молодые чем в выборке замеров лучевых скоростей.
Авторы использовали спектрограф UVES (телескоп VLT-UT2), чтобы получать высокие спектры 5 слабых звезд ОГЛЕ с транзитными планетами - OGLE-TR-10, 56, 111, 113 и TrES-1.
Также использованны прежде полученные спектры CORALIE HD189733, и другие опубликованные данные о звездах транзитных планет.
Возраст оценивается через замеры избытка отношения Li и Ca II и из анализа скорости вращения звезды.
В результате полученно что ни одна из исследованных звезд не моложе чем 0.5 Gyr.
Также в статье приводяться подробные сведения о всех известных звезд с транзитными планетами, в том числе и по металличности.
Интересный график из работы.
Диаграмма 4. Распределение возраста звезд с планетами, как функция испарения планет. Допускается что образец звезд с планетами имеет однородное распределение возраста между 0 и 10 Gyr (пунктирная линия). Кривые показывают различные уровни испарения -  0.1 (синий), 0.3 (оранжевый) и 1.0 MJup/Gyr (красный), соответственно. Ромбы показывают другие распределения.

[Борислав]

Таблица показывающая свойства звезд. Заметно, что у большинства металличность выше чем у Солнца.

[Борислав]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609283 (3 МБ)
Поиск дозвездных объектов в кластерах Praesepe и Orionis.
Проведен глубокий фотометрический поиск в кластерах Praesepe (0.5-1 Gyr) и сигма Ориона (3 Myr), использую фильты i. и z. на 3.5-m и 5-m телескопах обсерватории Альта Калар и Паломар, соответственно. Осмотренная общая область была 1177 и 1122 угловых минут к центральным регионам кластеров соответсвенно.
Глубина сьемки на i. = 24.5 и z. = 24 mag, что соответствует по современным моделям - 50-55 MJup (Praesepe) и 6 MJup (сигма Ориона).
В сигма Ориона обнаруженны еще три новых возможных планет-массовых объекта - SOri J05384-025514, SOri J053932.4-025220, и SOri J054008.5-024551 с массами порядка 0.006-0.010 масс Солнца.
Построенная функция массы на основе данных сигма Ориона начиная с карликовых звезд вплоть до 7 масс Юпитера продолжается гладко подниматься с углонов альфа=0.6 (+0.5 -0.1)
Один из слабых кандидатов обнаруженных в Praesepe возможно является объектом принадлежащим классу между L4 и L6. Это означает, что он становиться первым L-карликом (50 60 MJup) идентифицированным в средне-возрастной звездной группе. Их результаты подтверждают дефицит коричневых карликов в центральных регионах Praesepe.

[Борислав]

Распределение массы дозвездных тел в двух исследованных звездных скоплениях. В первом виден недостаток коричневых карликов (испарение), а во втором наоборот увеличивающеся число объектов вплоть до масс в несколько масс Юпитера.

[Борислав]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609298
Наблюдательные ограничения для троянцев у транзитных экзопланет.
Теория предсказывает, что троянцы являются побочным продуктом образования планет и эволюции. Авторы представляют новый метод, обнаружения троянцев у транзитных планет сравнивая время главного затмения с лучевой скоростью.
Они демонстрируют возможность обнаружения троянца в несколько масс Земли с наземных обсерваторий. Наблюдениями они исключают троянцы у HD 209458b и HD 149026b массивней чем 13 и 25 масс Земли соответственно на уровне доверия в 99.9%.
Также приводиться данные о фотометрических поисках. Космический телескоп MOST провел непрерывные 14 дневные наблюдения HD 209458 с 2-х часовым интервалом с фотометрической точностью 3*10(-4) магнитуды.
Его полученный предел составляет около 48 масс Земли. Однако транзит главной планеты не гарантируется транзит троянца, в связи с либрацией из-за которой орбита может быть наклоенна на 9 градусов. Поэтому MOST мог пропустить троянца, для исключения необходим период наблюдения в 53 дня.
Иллюстрация метода. Видно влияние троянца как несответствие периода затмений и пересечение средней линии функции лучевой скорости.

[Борислав]

Таблица показывающая наблюдательные пределы на наличие троянцев у ближайших транзитных горячих юпитеров.

[Борислав]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609305
Проведенно числовое моделирование на предмет устойчивости орбит землеподобных планет у двойных звезд. Работа продолжение преведующих, но с большим числом вычислений. Выполненно около ~ 400 000 числовых интеграций изучивших 500 различных конфигураций орбит.
Результаты показывают, что в двойных системах с периастроном больше чем 6.7 а.е, позволяют скалистым планетам иметь устойчивые орбиты в период подобный возрасту Солнечной системы. Также теоретически подобные планеты могут сформироваться. Вывод, что по крайней мере половина двойных систем годна для жизни.
Также рассматривается возможность влияния на скалистые планеты нахождение газовых гигантов.
Для того, чтобы юпитер оставался на стабильной орбите примерно 5 Gyr, двоичный периастрон pB должен быть шире примерно в 7 раз средней оси Юпитера, то есть, pB >~ 7aJ.
Во всех двоичных системах с обнаруженными планетами, периастрон удовлетворяет этому ограничению.
Хотя авторы и не проводят моделирование для 4 тел (т.е. две звезды, газовый гигант и скалистая планета), но все равно они предполагают, что периастрон юпитера должна быть гораздо больше орбита скалистой планеты - приблизительно pJ > ~ 2.5-3 AU, и соответственно двоичный периастрон pB должен быть сам гораздо больше, чтобы позволит существовать юпитеру, - приблизительно pB >~ 7pJ.

[Борислав]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609248
Образование узко-кольцевых структур в пылевом протопланетном диске.
Подобные структуры наблюдаются вокруг нескольких молодых звезд (например, HR 4796A),
Авторы предлагают новый механизм их образования без влияния планеты, объясняя это нестабильностью диска вызванную нагревом излучения звезды. Авторы ожидают, что их теория может быть подтвержденна с помощью инфракрасного телескопа Гершель.
Узко-кольцевые структы например недавно были обнаруженны у звезд F-типа, HD 139664 (F5) и HD 181327 (F5/F6), HST шириной ~ 26 и ~ 36 AU и отцентрированны на ~ 90 и ~ 86 AU от звезды (Kalas et al. 2006, Schneider et al. 2006) соответственно. Также обнаруженный Spitzer избыток говорит о наличие пыли у солцеподобной звезды HD 105 в виде узкой структуры - ширина < 4 AU, и центр в 42 AU от звезды (Meyer et al. 2004).
HR 4796A, HD 181327 и HD 105 сравнительно молоды (несколько Myrs), возраст для Fomalhaut и HD 139664 достигает несколько сотен млн. лет.

Таблица показывающая свойства нескольких пространственно разрешимых дисков.

[Борислав]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609335
Статья про открытие планеты TrES–2. Первая планета в поле Кеплера.
Статья анолагичная преведующей.

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609356
Открытие 9 новых компаньенов у близких молодых красных карликов с помощью АО Альтаир установленной на северном 8-метровом телескопе Джемини.
В общем важный обзор, в том числе и для экзопланет.
Здесь https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,8397.msg355945.html#msg355945 говорилось о похожих съемках на южном небе, а сейчас на северном - изучаются Плеяды, Гияды и TW Гидры.
Произведен инфракрасный обзор в ближнем диапозоне 41 близкого молодого (моложе 300 млн. лет) красного карлика М0-М5.0 типов в пределах 20 пс с помощью адаптивной технологии использующей естественную звезду.
12 объектов двойные, 7 из них обнаруженны впервые, в том числе одна тройная система.
В работе отмечатся что известно небольшое число ультрахолодных карликов - всего около 80 L-карликов в пределах 20 парсеков от Солнца (Cruz et al. 2003). Тогда как раних М-карликов известно около 2500 в пределах 20 парсеков, с наличием двойным систем до 400 AU. Молодость определялась по наличию звезды в каталоге ренгеновского спутника ROSAT.
Авторы приходят к выводу, что их обзор ранних красных карликов на дистанции 13 (+14 -9) а.е. подтверждает преведущие исследования доли двойственности систем подобной массы.
Сделан вывод об отсутствие дозвездных компаньенов у 37 из 41 наблюдавших звезд с массой более 10 масс Юпитера далее 40 а.е., и масс более 24 масс Юпитера далее 10 а.е.

В процессе поиска слабых компаньенов было обнаруженно несколько ложных и фоновых объектов. Например на рисунке показан слабый Ks = 12.16 и H = 12.4 компаньон у G173-39 в 3.73 угловых секундах от центра. Если бы он находился на том же расстояние как и G173-39, то это бы говорило о планете массой в 10 масс Юпитера в физическом разделение в  53.3AU при возрасте 500Myr. Последущие наблюдения показали отсутствие физической связи.

[Борислав]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609337
Эволюция коронографии на примере поиска компаньенов у Веги.
Основное препятствие в фотографическом обнаружение компаньенов у соседних звезд - сильная яркость звезды. Текущие АО системы коронографически могут обнаружить компаньен в пределах 2 угловых секунд, с контрастом в 10 000 - 100 000 раз.
Авторы получили серию экспозиций в 284 снимка по 8 секунд на H диапозоне звезды Vega используя 3.63-метровый AEOS телексоп на Гаваях. Используя новую технологию авторам удалось достичь разрешающей способности на минимальных расстояниях от звезды - отсутстие компаньенов массой более чем ~ 45 MJ в 8 AU и более ~ 30MJ в 16 AU. Прежде на таких дистанциях подобная чувствительность не была доступна.
Обзор фотографических поисков для окрестности Веги. Сюда по таблице лучший результат получен на Джемени, мне раньше казалось что камера Clio на MMT лучшая.

[Борислав]

Еще один график показывающий возможности современных коронографов.

[Борислав]

Какая-то сегодня сенсация намечается - брифинг по экзопланетам
http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=20814
"Astronomers from the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) will hold a media conference from the Smithsonian Castle at 10 a.m. EDT, Thursday, September 14, to announce two key extrasolar planet findings - one observational and one theoretical."

Кстате картинка говорит о том что это новый транзит.

В Энциклопедии тоже есть очень туманная фраза
http://vo.obspm.fr/exoplanetes/encyclo/biblio.php
BAKOS G., NOYES R., KOVACZ G., LATHAM D., SASSELOV D., TORRES G., FISCHER D., STEFANIK R., SATO B., JOHNSON J., PAL A., MARCY G., BUTLER P., ESQUERDO G., STANEK K., LAZRA J., PAPP I., SARI P. & SIP&#214;CZ B. , 2006  (update : 14 September 2006)
 HAT-P-1b: a large-radius, low density exoplanet transiting one member of a stellar binary
 ApJ. Letters , - , -
 accepted

Поискал в Гугле, что значит проект HAT и наткнулся на хороший обзор по программе ЕКА в области экзопланет от марта 2006 года. Судя по беглому обзору он полнее чем от августа 2004 года который я приводил.
www.eso.org/gen-fac/pubs/esaesowg/espwg_report1.pdf (1 МБ)

Из него следует, что проект HATnet - транзитный поиск на нескольких небольших (11 см) телескопах, один из которых установлен на Гаваях. Там также написанно что площадь обзора 5*(8.2 на 8.2 угловых градусов). Судя по диаметру попадают близкие звезды. А то что среди авторов присутствует Дебра Фишер - известнейшая женщина-астроном из Калифорнийской группы спектрального поиска планет. Также наличие Сато говорит что радиальное подтверждение могло осуществляться на Субару.

Еще есть и астропрепитет про проект
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0401219

[Борислав]

Мои подозрения подтвердились!
http://www.cfa.harvard.edu/press/pr0624.html
Открыт транзитный юпитер с аномально низкой плотностью в 450 световых годах (150 пс) в составе широкой двойной звезды (1500 а.е. возраст 3.6 млрд. лет) называемой ADS 16402.
HAT-P-1  при диаметре 1,38 диаметров Юпитера имеет массу только половина массы Юпитера!
Период 4.5 дня - кажеться самый большой среди транзитов.
Авторы заявляют, что по сравнению с ранее открытой планетой HD 209458 у которой масса отличалась от теории на 20 процентов, у этой разница составляет 24 процента!
Для сравнения можно поглядеть здесь https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,8397.msg362494.html#msg362494
реконструкцию с Окло, которая говорит об особеностях строения таких планет.
Теоретики пока не могут объяснить эти отличия, лишь говорят о каком-то дополнительном тепловом процессе, который увеличивает диаметр этих двух юпитеров.
Сам проект состоит из шести телескопов, четыре в Смитсоновской Астрофизической Обсерватории Обсерватории Whipple в Аризоне и двух у субмилиметрового массива на Гаваях. Эти телескопы проводят автоматические наблюдения каждую ясную ночь, каждое покрытие неба превышает в 300 раз размер полной луны.

[Борислав]

И вторая новость.
http://www.cfa.harvard.edu/press/pr0625.html
Здесь авторы рассказывают о моделирвание спектра Земли за свою геологическую историю, вызванную изменением состава атмосферы. Эти данные помогут отождествлять обитаемые миры в будущем.

[Борислав]

Новая планета добавленна в Энциклопедию. Так ее и называют, самая большая (с смысле диаметра) планета.
http://vo.obspm.fr/exoplanetes/encyclo/star.php?st=HAT--P-1&showPubli=yes#a_publi
М-да, близкие транзиты посыпались кучей А ведь еще Корот не запустили.

[Борислав]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609369
Опубликована статья с вчерашней сенсацией.
Система найдена среди 6400 других звезд. Было отобранно 5 кандидатов, из радиальных наблюдений была найденна искомая планета. Любопытно, что сам HAT не разрешил двойную звезду (5 против 11 угловых секунд).
Обе звезды являются G-карликами.
В статье приведен график показывающий уникальность данной планеты, как с самым большим радиусом и самой маленькой плотностью среди известных.