Открытия и исследования экзопланет

[vika vorobyeva]

Странно, у меня помечено, что планета-гигант у 91 Водолея была открыта аж в 2003 году. Период очень близок, значит, речь идет об одной и той же планете. Одно хорошо - существенно уточнили многие параметры родительской звезды.

Вот ее еще не обновленная страница в Энциклопедии:
http://exoplanet.eu/catalog/91_aqr_b/

[Erandir]

Я удивился, когда читал статью, что она по форме написана как об открытии и не упоминает ранние анонсы. А так да, уточнили параметры звезды и планеты, а также окончательно решили вопрос со звёздными пульсациями (наблюдения на VLT проводились в 2012-13 гг).

[Dayan]

Artie P. Hatzes из Германии, проведя собсвенный матанализ данных HARPS, считает (Radial Velocity Detection of Earth-mass Planets in the Presence of Activity Noise: The Case of Alpha Centauri Bb), что 3-дневный RV-сигнал от звезды Alpha Centauri B рановато приписали планете.

[Erandir]

что 3-дневный RV-сигнал от звезды Alpha Centauri B рановато приписали планете.

Будет номер, если планету таки поймают по транзитам, но с другими орбитальными параметрами В принципе, исходя из оригинальной статьи об открытии, там нужна была доп. проверка и чем больше, тем лучше. А Хатцес говорил о том, что для открытия рановато ещё в конце прошлого года и теперь довёл свои мысли до формы, когда это больше чем слова. Но его посыл не в том, что вытягивание планет из шума даёт сплошные фантомы, Хатцес же с соавторами в 11м году адекватно измерили массу Corot-7b, прекратив разброд и шатание в характеристиках планеты, а в том, что в таких вопросах категорически нельзя спешить. Благо, звездой занимаются очень плотно и можно будет ждать ответный ход с новыми RV-замерами и матобработкой.

[vsf]

Будет номер, если планету таки поймают по транзитам, но с другими орбитальными параметрами

Ну если транзиты поймают то это будет чудо. Пока увы больше вероятность, что никаких транзитов нет вне зависимости есть на самом деле планета или нет.

Поэтому интересно какую амплитуду должна давать фазовая кривая планеты. Может ее все таки может засечь тот же MOST? Или возможно взвесить ее по линиям СО2, как недавно с одним нетранзитным горячим юпитером провернули в ESO? Звезда то очень яркая.

Да, вот буквально недавно Кеплер нашел похожую планету с разницей лишь что на 8-часовой орбите, а не 3-дневной. Там фазовая кривая около 10 ppm по амплитуде. У Альфы будет не намного меньше, а в ИК гораздо больше. Поэтому очевидно имеет смысл искать фазовую кривую планеты.

[Erandir]

Пока увы больше вероятность, что никаких транзитов нет

А почему больше? Т.е. понятно, что вероятность того, что транзита нет больше, чем того, что он есть, но ведь пока только на VLT отнаблюдали и данных о том есть транзит или нет на руках может ещё просто не быть. Или у Вас есть дополнительные подозрения?

Поэтому интересно какую амплитуду должна давать фазовая кривая планеты.

Навскидку получил около 1ppm в видимом диапазоне для геометрического альбедо 0,1, температуры дневного полушария 1473 K, радиуса 1,1 земного и орбиты, наблюдаемой с ребра. Всё-таки планета холоднее, чем новооткрытая горячая земля и орбита у неё шире, а там амплитуда зависит от обратного квадрата большой полуоси. И даже высокое альбедо ситуацию принципиально не поменяет – больше ~2ppm не получается, если в вычислениях не ошибся, конечно.

Или возможно взвесить ее по линиям СО2, как недавно с одним нетранзитным горячим юпитером провернули в ESO?

Только по линиям CO. Но одно дело Тау Волопаса b, она большая и атмосфера подходящая , а тут какие линии ловить? Натрия в экзосфере? Молекулярного/атомарного кислорода? Не уверен, что такая планета (в интерпретации горячей земли с m≈msini) сможет удержать атмосферу из тяжёлых газов. Но возможность подобного вылавливания планеты оценить не возьмусь.

[vsf]

Навскидку получил около 1ppm в видимом диапазоне для геометрического альбедо 0,1, температуры дневного полушария 1473 K, радиуса 1,1 земного и орбиты, наблюдаемой с ребра. Всё-таки планета холоднее, чем новооткрытая горячая земля и орбита у неё шире, а там амплитуда зависит от обратного квадрата большой полуоси. И даже высокое альбедо ситуацию принципиально не поменяет – больше ~2ppm не получается, если в вычислениях не ошибся, конечно.

Спасибо. 1-2ppm это да, очень мало. Но помоиму таки реально детектируемая цифра.

http://arxiv.org/pdf/0711.4111v2.pdf

Для намного менее тусклой HD209458 с похожим периодом MOST получал 7-9 ppm ограничения в фазовой кривой на длительности наблюдений в 2 месяца.

Тем более недавно еще пару наноспутников запустили для похожих целей - BRITE-Constellation.

[Erandir]

Тут ещё вот какая засада – если мы получаем предел на амплитуду смены фаз для нетранзитной планеты, то она будет результирующей от большого количества параметров и будет чрезвычайно слабо ограничивать свойства планеты. Если учесть, что там только первые 2 множителя – квадрат радиуса планеты и синус наклонения, а ещё есть альбедо и коэффициент теплопереноса (остальные, положим, мы возьмём из параметров орбиты, определённой методом лучевых скоростей). При этом на получение даже предела наблюдательного времени нужно не мало. Потратить несколько месяцев на поиск транзита на MOST при ожидаемой глубине 135ppm это одно, в случае неудачи поискать дополнительно смену фаз было бы логично, но тратить ещё месяцы в погоне за величиной, которая может оказаться за пределами чувствительности и сам по себе её предел толком ничего не даст? Не думаю.
Тоже самое касается BRITE – это очень симпатичная низкобюджетная программа, их 3-см телескопы должны обеспечивать точность единичного замера лучше 0,1% и за время более месяца набирать точность  <20ppm[1], т.е. они могли бы дать доп. статистику в поиск транзита. Но их главные цели, дословно, яркие горячие и яркие холодные звёзды. Наблюдения оранжевого карлика можно было бы впихнуть в доп. цели, но это накладывает ограничения по времени наблюдений.

Оговорюсь сразу, я не искал, входи(ло)т ли в планы MOST наблюдения Альфы Центавра B. Но тут есть другая идея/возможность – Хаббл же будет наблюдать её 26 часов, треть периода – в случае отсутствия транзита, возможно, как раз в его фотометрии стоит поискать смену фаз.

(и почему тема про поиск планет у Альфы Центавра и Барнарды находится в ВЖР, а не тут? )

[Foma]

Оговорюсь сразу, я не искал, входи(ло)т ли в планы MOST наблюдения Альфы Центавра B.

Ни MOST, ни BRITE никогда не будут наблюдать Альфу Центавра. Они работают на солнечно-синхронной орбите и в непрерывном/квазинепрерывном режиме могут наблюдать только звезды в так называемой Continous Viewing Zone, в диапазоне склонений -19º до +36º. Склонение Альфы Центавра -60º, MOST конечно может видеть ее на какой-то части витка, но это надо строить совершенно иезуитскую ориентацию. На что никто никогда не пойдет, да и с научной точки зрения фотометрия в нарезке по 20-30 минут с перерывами куда хуже непрерывного сеанса.
"Хабблу" в этом смысле повезло. Орбита более экваториальная, а плоскость ее может быть перпендикулярна направлению на Альфу Центавра. Хоть неделю наблюдай.

[Erandir]

Ни MOST, ни BRITE никогда не будут наблюдать Альфу Центавра.

Спасибо за пояснение. Хотя насчёт нарезанной фотометрии - если объект приоритетный, то лучше собирать кусочки, чем вообще ничего. Да и не страшнее рваная фотометрия, например, нерегулярных замеров лучевой скорости - всё равно данные "пересобираются", вручную тут никто сигнал ловить не будет.
Upd: Для BRITE рассматривается рассматривается как один из вариантов - площадка в высоких широтах (в Цефее), но Центавр в ближайшие планы действительно не входит:

[vsf]

На что никто никогда не пойдет, да и с научной точки зрения фотометрия в нарезке по 20-30 минут с перерывами куда хуже непрерывного сеанса.

Ну WIRE же наблюдал Альфу Центавру А с той же орбиты похожим инструментом.

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0607172

The WIRE satellite collected 50 days of photometry observations on the star α Cen A between July 15 and September 3, 1999. The orbit was 96 minutes, low Earth and Sun-synchronous, which unfortunately lead to rather significant pointing constraints. Hence, observations could only be made for about 40 minutes out of each orbit. Additionally there were some days when no data were collected and some days where data could not be used due to processing problems. Hence, the resulting duty cycle for the WIRE time series was only 15%.

[Erandir]

WIRE же наблюдал Альфу Центавру А с той же орбиты похожим инструментом

И его точности было достаточно, что бы увидеть транзит землеразмерной планеты! Жалко, что не было подобных исследований для Альфы В (или я не смог найти). Точность, пожалуй была бы ниже, но попробовать повыуживать транзит было бы можно. С другой стороны, будь такие исследования, их бы уже перетрусили на предмет.

[vsf]

Жалко, что не было подобных исследований для Альфы В (или я не смог найти).

Да, есть некоторое ощущение, что эта примечательная звезда чудесным образом ускользнула от детальных исследований по точной фотометрии, хотя было как минимум 2 космических телескопа на которых можно было ее получить: WIRE и MOST.

По-крайней мере в публикации европейцев об открытие ничего про изучение фотометрии на предмет поиск транзитов не сказано. При том, что для более активной звезды-соседки амлитуда звездной активности не превышает 50-100 ppm за десяток дней наблюдений, как видно на примере WIRE.

[Dayan]

Жалко, что не было подобных исследований для Альфы В (или я не смог найти).

Да, есть некоторое ощущение, что эта примечательная звезда чудесным образом ускользнула от детальных исследований по точной фотометрии, хотя было как минимум 2 космических телескопа на которых можно было ее получить: WIRE и MOST.

Ну не всем же телескопам заниматься экзопланетами.

[vsf]

Ну не всем же телескопам заниматься экзопланетами.

Дело в том, что основная задача получения сверхточной фотометрии ярких звезд это астросейсмология - изучение периодических колебаний звездной поверхности. Это в частности позволяет смоделировать ее возраст, массу и радиус. И в результате таких астросейсмологических исследований иногда и открывают экзопланеты.

К примеру горячий нептун у Мю Жертвеника был открыт в ходе недельной астросейсмической компании по мониторингу ее лучевой скорости.

[Erandir]

Ну и не всем же телескопам заниматься экзопланетами.

Так хоть астросейсмологией в фотометрическом варианте. А то работы по этому делу, но методом лучевых скоростей есть, а с фотометрией как-то не сложилось.

[Dayan]

Дело в том, что основная задача получения сверхточной фотометрии ярких звезд это астросейсмология - изучение периодических колебаний звездной поверхности. Это в частности позволяет смоделировать ее возраст, массу и радиус. И в результате таких астросейсмологических исследований иногда и открывают экзопланеты.

К примеру горячий нептун у Мю Жертвеника был открыт в ходе недельной астросейсмической компании по мониторингу ее лучевой скорости.

Про астросейсмологию знаю, про не специальное и такое открытие планеты у Мю Жертвенника - нет. Но Вы же пишете:

Ну WIRE же наблюдал Альфу Центавру А с той же орбиты похожим инструментом.

The WIRE satellite collected 50 days of photometry observations on the star α Cen A between July 15 and September 3, 1999. The orbit was 96 minutes, low Earth and Sun-synchronous, which unfortunately lead to rather significant pointing constraints. Hence, observations could only be made for about 40 minutes out of each orbit. Additionally there were some days when no data were collected and some days where data could not be used due to processing problems. Hence, the resulting duty cycle for the WIRE time series was only 15%.

Значит, возможны варианты: либо исключили фотометрию Альфы Центавра B (но при широком поле и низком разрешении как?), либо точности фотометрии WIRE не хватило (а иначе транзиты Альфы Центавра Bb точно бы увидели даже в случае 15% эффективности из 50 дней), либо транзитов нет. Интересно, можно ли во втором варианте предположить, что из-за потери хладагента, как пишут в Вики, могла ухудшиться фотометрическая чувствительность телескопа?

[Erandir]

что из-за потери хладагента, как пишут в Вики, могла ухудшиться фотометрическая чувствительность телескопа?

Они для астросейсмических исследований использовали звёздный датчик (52мм телескопчик), а не основной фотометр. Так что тут и поле зрения другое и разрешающая способность, и всё остальное тоже . А Альфу В исключили просто не снимая данные с пикселей, на которые она попадает, иначе это была бы не астросейсмология Альфы А, а каша из двух звёзд, сами понимаете.

[Dayan]

Они для астросейсмических исследований использовали звёздный датчик (52мм телескопчик), а не основной фотометр. Так что тут и поле зрения другое и разрешающая способность, и всё остальное тоже . А Альфу В исключили просто не снимая данные с пикселей, на которые она попадает, иначе это была бы не астросейсмология Альфы А, а каша из двух звёзд, сами понимаете.

Да конечно, спасибо!

[vsf]

Про астросейсмологию знаю, про не специальное и такое открытие планеты у Мю Жертвенника - нет.

Несмотря на то, что период наблюдений был сравним с периодом планеты и также были разрывы из-за светового дня, колебание вызванное планетой было видно как самая крупная деталь в данных!

http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0504043.pdf