Открытия и исследования экзопланет

[Алексей Шевченко]

А чем планета в 100 пс принципиально отличается от планеты в 30 пс? И та, и другая принципиально недоступна для пилотируемой экспедции, и ту, и другую возможно будет наблюдать непосредственно в космические телескопы будущего.

Да, только вот 30 пс-в3 раза ближе и в 3 раза лучше видно, чем со 100 пс.

[Borislаv]

Спитцер что-то нашел:
http://www.nasa.gov/home/hqnews/2007/feb/HQ_M0723_spitzer_findings.html

- L. Jeremy Richardson, NASA Postdoctoral Fellow, NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
- Carl Grillmair, research astronomer, NASA's Spitzer Science Center at the California Institute of Technology, Pasadena, Calif.
- Mark Swain, research scientist, NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
- Alan Boss, staff research astronomer, Carnegie Institution of Washington

Если поглядеть по упомянутым участникам пресс-конференции и поискать их среди программ Спитцера
http://ssc.spitzer.caltech.edu/roc/spitzer_programs.txt

Richardson L. Jerem 20534 GO Measuring the Infrared Spectrum of the Transiting Extrasolar Planet HD 209458b
Grillmair Carl 30473 GO A Spitzer Spectrum of the Transiting Exoplanet HD 189733b

то получается какое-то исследование связанное с наблюдением ближайших транзитов, похоже на прорыв в составе атмосфре, композиции облаков и т.д.. "Прорыв" потому что собирают журналистов, даже когда температурный перепад между дневной и ночной стороной Ипсилон Андромеды открыли, то журналистов не собирали.

А в начале подумалось о планетах у близких звезд, вроде Эпсилон Эридана.
В общем в среду станет известно..

[Владей]

Ричардсон на Шпицере последний год не работал, за Грилмайром числятся 2 наблюдения :

GRILLMAI 30473 irsstare  345.80   2006-10-21 05:38:40.1   18245632  HD 189733_secondary_A
GRILLMAI 30473 irs       351.66   2006-11-21 06:47:11.4     20645376  HD 189733_Single_Point_30473 

Скорее всего чего-то намеряли в спектре, но меня смущает фраза про "HD 189733_secondary_A". У звезды HD 189733 на удалении 216 AU есть компаньон - "mid-M dwarf ", открытый Шпицером в прошлом году. Было бы интересно, если бы у него тоже оказались планеты.

[Borislаv]

О! Владей респект!  Я не стал так глубоко копать. Думаю secondary означает вторичное затмение, т.е. когда планета проходит за звездой, и вычитанием собирают свет самой планеты. Наблюдения всего 2 месяца назад, обычно полгода обрабатывают, может на что-то важное наткнулись 
И кстати, обычно употребляют слово Спитцер.

открытый Шпицером в прошлом году. Было бы интересно, если бы у него тоже оказались планеты.

Его не Спитцер открыл, просто после того как нашли транзит сравнили снимки Паломара и 2MASS и по похожему собственому движению открыли звездный компаньен.


http://exoplanet.eu/corot.html
Этапы работы Корота.

30 январа Калибровка началась. Точность лучше на 20 % чем заявленно.
02 февраля Калибровка закончена.
06 февраля. Начаты первые научные наблюдения, продлятся 2 месяца до 2 апреля, потом разворот на 180 градусов. http://www.spaceurope.blogspot.com/
Много фото http://www.cnes.fr/web/5757-premieres-observations-scientifiques-de-corot.php

http://smsc.cnes.fr/COROT/GP_actualite.htm
Тут еще есть интересная подробность, в ходе тестирования еще в середине января телескоп индифицировал на снимках первый объект каталога НОРАД - обломок ракеты Дельта-1 запущенной в 1984 году, как штрих на фотографии, его траектория полностью совпала с расчетами, что говорит о высокой точности наведения.

[vika vorobyeva]

Открыт новый горячий нептун HD 219828 b. Расстояние от Солнца - 81 пк, минимальная масса (m sin i) 0.066 масс Юпитера или 20 масс Земли, орбитальный период 3.833 дня. Если орбита круговая, большая полуось близка к 0.051 а.е. (посчитала сама, т.к. в Энциклопедии этот параметр почему-то пропущен)
Звезда HD 219828 уже сошла с главной последовательности и начала эволюционировать в красный гигант. Ее масса 1.24 массы Солнца, светимость 3.34 солнечной. Так что новый нептун ОЧЕНЬ горячий (и, как следствие, может утратить гелий и быть планетой земного типа).

Новая планета в Энциклопедии:
http://exoplanet.eu/planet.php?p1=HD+219828&p2=b

Upd Орбита:
http://allplanets.ru/star.php?star=HD%20219828

[Borislаv]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0702459
Открытие новой нептун-массовой планеты у HD 219828. (о чем уже сказала выше Вика)
Факт, что первые две нептун-массовых планеты были случайно открыты в результате чувствительных астросейсмических наблюдений уже хорошо изученных многопланетных систем Мю Жертвиника и 55 Рака позволяет предполагать, значительное количество подобных планет. В связи этим спектрограф HARPS (точность которого лучше 1 метра в секунду за время экспозиции 15-20 минут) был нацелен на проверку около 40 северных звезд с металичностью от 100% до 200% металличности Солнца. (видимо это желтые карлики ).
В результате был открыт нептун-массовый объект у HD219828, а также подтвержден горячий Юпитер у HD 102195 (Это была первая находка нового поколения спектрографов проекта ET-1).
Всего было полученно 22 спектра по 15 минут у HD 219828 за время с мая 2005 по август 2006 года. В ходе наблюдений также выявлен долгопериодический дрейф вероятной второй планеты. Наиболее вероятные ее параметры - планета с массой около массы Юпитера с периодом в 180-800 дней и эксцентриситетом в 0.3.
Несмотря на высокую вероятность транзита (~15%) его обнаружение является сложной задачей. Если планета состоит из скальных пород, то ее радиус будет около 2.2 радиусов Земли. Теоретически из-за горячей атмосферы радиус может быть больше, но авторы пессимистично заявляют, что на существующих наземных инструментах транзит обнаружить невозможно.
Приводится рисунок как будет менятся глубина транзита о состава - если ледяная (как спутник Сатурна Рея), газовая (как Нептун) или из скальных пород (как Земля). Хотя можно и заметить, что это только нижняя оценка массы, а значит и радиус может быть гораздо больше.

[Borislаv]

В работе промелькнула важная оценка - горячий нептун был обнаружен из выборки в 40 звезд. Это означает, что подобные планеты возможно встречаются в 2 раза чаще чем горячие юпитеры. Также другая важная оценка - потребовалось около 20 15-минутных RV-замеров, чтобы с высокой вероятностью подтвердить маломассивный кандидат. В сумме - это 5 часов или около половины одной наблюдательной ночи HARPS. 40 звезд - это уже 20 ночей наблюдательного времени.
Интересно, что еще наблюдает HARPS по экзопланетной тематике, ведь на поиски планет на этом инструменте было выделено 500 ночей наблюдательного времени в течении 5 лет, т.е. по 100 ночей в год, 3 года уже прошло... Что в итоге?

Статьи из архива про открытия HARPS:

I Горячий юпитер у HD 330075 - 21 замер
II Горячий нептун у Мю Жертвеника была открыт в результате 8 ночей непрерывных наблюдений.
III Три Сатурн-массовых планеты у HD 93083 (16 RV), HD 101930 (16 RV) и HD 102117 (13 RV).
Там упоминаются 12 малошумных звезд для калибровки  - HD 55 (K5V, V=8.49), HD 1581 (F9V, V=4.23), HD 6673 (K1V, V=8.84), HD 20794 (G8V, V=4.26), HD 28471 (G5V, V=7.89), HD 30278 (G8V, V=7.61), HD 44594 (G4V, V=6.61), HD 82342 (K3/K4V, V=8.31), HD 114853 (G2V, V=6.93), HD 162396 (F8V, V=6.19), HD 196761 (G8/K0V, V=6.36) и HD 215152 (K0V, V=8.11).
V горячий нептун у HD4308 (41 RV). Сведения оттуда: за 1.5 года программа GTO на HARPS открыла 11 планет: 5 горячих Юпитеров (Pepe et al. 2004; Moutou et al. 2005; Lo Curto et al. 2005); 3 под-Сатурна (Lovis et al. 2005); и 3 Нептун-массовые планеты Мю Жертвеника (Santos et al. 2004b), M3-карлик Gl 581 (Bonfils et al. 2005), и собственно HD4308. Там есть интересный график (привел ниже )показывающий выборку "HARPS high-precision RV sample". Сюдя по этому графику таких звезд около 100. Из них у 80% шумы меньше 5ms-1, а у 35% меньше 2ms-1.
VI горячий нептун у М карлика Gl 581 (20 RV). В работе упоминаются еще 3 М-карлика для калибровки, но из 4х приведенных Gl 581 самая мало-активная.
IX Мю Жертвеника, 4 планеты (на HARPS 86 RV-замеров в течении 85 различных ночей)

В дополнение в недавней статье 0701293 рассказывалось о том, что на HARPS начиная с 2004 года получено 558 спектров 85 молодых звезд, а это примерно 15 ночей наблюдательного времени.

Самое крупное достижение HARPS - открытие 3х нептунов у HD 69830 потребовало по-видимому больше 100 замеров в две наблюдательные компании -  ноябрь 2004 - февраль 2005 и середина октября 2005 года -февраль 2006 года.

Также еще известна недельная кампания по астросейсмическому мониторингу Альфы Центавры.

В общем хоть определенной информации нет (ESO не публикует список наблюдающихся целей с координатами и датами, как например на сайте Спитцера), но сюдя по всему горячие нептуны в несколько раз чаще чем горячие юпитеры.

[Borislаv]

Через Гугль вышел еще на одну статью
http://www.eso.org/gen-fac/pubs/messenger/archive/no.120-jun05/messenger-no120.pdf (7 МБ)
На 23 странице там есть статейка про поиск горячих Нептунов на HARPS. Выборка для поиска включает 200 отобранных звезд в рамках программы GTO HARPS. У 80% шумы меньше 6 м/c, у 30% меньше 2 м/c. Сюдя по тексту в эту выборку включаются уже известные планетные системы (как та же Мю Жертвеника).
Итого в ходе изучения 200 малошумных звезд на HARPS было открыто 4 системы с горячими нептунами (Мю Жертвеника, HD 4308, HD 69830(считаю естественно как один), HD 219828). Не понятно, входят ли в выборку М-карлики, относить ли сюда планету у Gl 581? Вероятно, что нет...
Итого доля горячих нептунов у К- и G- карликов 2%, и это наверняка неполные данные при активно продолжающейся поисковой программе, да и сюдя по отношению размера шумов к соотношению выборки доля возрастает в несколько раз - ведь сам сигнал планеты - 3-5 метров в секунду (привожу график из статьи внизу по уровню шумов в выборке).
Также многопланетные звезды у которых Калифорнийская группа открыла 2 горячих нептуна - HD 190360 и 55 Рака (они на 30 северной широте, что доступно из ESO) (не считая еще 2х красных карликов) тоже возможно входят в точную субвыборку HARPS.
Итого со всеми допущениями пожалуй доля в 5% процентов вполне может быть.  тем более что никаких наблюдательных оценок пока не было

[Olweg]

Не густо что-то! Я уж думал, HARPS эти нептуны лопатой гребет. Хотя это результаты только одной программы.

[Borislаv]

Не густо что-то! Я уж думал, HARPS эти нептуны лопатой гребет. Хотя это результаты только одной программы.

Американцам возможно меньше наблюдательного времени дают.
На ААТ (размер телескопа такой же как у HARPS), где идет мониторинг 200 звезд с точностью до 1 м\c с 1998 года сначала давали 20 ночей в году, потом в 2002 увеличили до 32 ночей.
Сколько дают на Кеке не понятно, сюдя по этой очень старой ссылке http://origins.jpl.nasa.gov/library/exnps/ch07_0.html
возможно тоже 32 ночи в год, что для 10 метрового телескопа немало, хотя из-за большей апертуры эспозиции короче - 10 минут и меньше.
Можно приближенно оценить - если на Кеке было за примерно 10 лет изучено около 1000 звезд и в среднем для каждой было полученно штук 20 спектров по 10 минут, то всего это
1000*20*10=200 тыс минут = 3000 часов = 300 ночей за десятилетие или по 30 ночей в год.
И это не считая активного участия в программе N2К.
На Лике доступ возможно шире, но и точность хуже - до 3 метров в секунду, и погода там оставляет желать лучшего. Есть еще 10-метровый HET, но там долгое время выборки были не больше пары-тройки десятков ближайших звезд, лишь в последнее время они занялись мониторингом еще и сотни красных карликов.
Идеальный инструмент для работы - RPF (первый инструмент с неограниченым временем, т.е. только для поисков планет) планируется запустить уже не первый год, но опять переносится из-за нехватки средств.
Поэтому не сильно удивляет факт, того, что Калифорнийская группа открыла горячих нептунов в 2 раза меньше чем европейцы.

[Olweg]

Ну, я имел в виду - результаты одной программы на HARPS'е - выборка из всего лишь 40 звезд. Это только часть общей программы по поиску ГН, так получается?

[Borislаv]

Ну, я имел в виду - результаты одной программы на HARPS'е - выборка из всего лишь 40 звезд. Это только часть общей программы по поиску ГН, так получается?

Да, сюдя по всему так, получается это лишь пятая часть высокоточной выборки HARPS, для доступных звезд северного неба из ESO. Но возможно это только промежуточный шаг. Ведь осенью прошлого года устаревший спетрограф ELODIE, был заменен на спектрограф SOPHIE, называемый многими "северной сестрой" HARPS'а.
http://www.obs-hp.fr/www/guide/sophie/SOPHIE-info.html
http://xserve.obs-hp.fr/docs/Bouchy_et_al-Colloquium.pdf
Цитата из статьи про планы использования нового прибора для поиска планет:

Есть 3 ключевых преимущества СОФИИ для экзопланетных поисков
1) высокая доступность (до 180 ночей каждый год возможно использовать на экзопланетные программы)
2) высокая точность 1-2 метра в секунду
3) высокая оперативность, т.е. возможность быстро подстраивать наблюдательную стратегию под текущие данные
Фокус на:
- низко-массовые планеты (горячие нептуны и супер-земли)
- иследование HR диаграммы от А до М класса
- следящие наблюдения долгопериодических (>10 лет) кандидатов ELODIE
- следящие наблюдения наземных транзитных программ (уже проверили первые кандидаты SuperWASP)
- cледящие наблюдения кандидатов COROT

[Владей]

возвращаясь к ожидаемому пресс-релизу:

http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/news/spitzer-20070221.html - текст
http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/news/070221/index.html - картинки

суть - получены спектры двух горячих юпитеров и теперь мы немного представляем на что они похожи  - раскаленные и сухие планеты с мощными облаками из силикатных пылинок.

[AAV]

возвращаясь к ожидаемому пресс-релизу:

http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/news/spitzer-20070221.html - текст
http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/news/070221/index.html - картинки

суть - получены спектры двух горячих юпитеров и теперь мы немного представляем на что они похожи  - раскаленные и сухие планеты с мощными облаками из силикатных пылинок.

astro-ph/0702494 A Spitzer Spectrum of the Exoplanet HD 189733b
astro-ph/0702507 A Spectrum of an Extrasolar Planet

[T101]

Момент действительно исторический. Странно, что пресса не обращает должного внимания. 
Мы теперь должно быть переживаем те же чувства, когда только начали анализировать спектры планет Солнечной системы а АМС никто ни в мечтах, ни во сне не видел...
А вообще, теперь есть некоторая надежда застать момент обнаружения признаков жизни на экзопланете.

Напишут лет через 15-30
"В спектре экзопланеты HD 925676 обнаружен хлорофилл!" 

[Karen]

Момент действительно исторический. Странно, что пресса не обращает должного внимания. 

У нас на ТВ-новости заметили. Неплохо было с точки зрения научой аккуратности, а коротко.

[Владей]

astro-ph/0702494 A Spitzer Spectrum of the Exoplanet HD 189733b
astro-ph/0702507 A Spectrum of an Extrasolar Planet

Однако.
Достоверность результатов на уровне всего в 3 сигмы мне как-то не внушает. То есть они конечно какие-то пики там обнаружили, но вот интерпретация их наверняка не единственная .

[T101]

Момент действительно исторический. Странно, что пресса не обращает должного внимания. 

У нас на ТВ-новости заметили. Неплохо было с точки зрения научой аккуратности, а коротко.

Забираю свои претензии обратно У нас в полуденном выпуске новостей по первому каналу тоже показали сюжет об открытии. Они просто немного задержались

[Borislаv]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0702574
Летом 2005 года группа астрономов во главе с Konacki объявила об открытии горячего юпитера в тесной тройной системе HD188753. Это открытие сделанное с большим трудом (угловое разделение всего 0.27") нанесло сильный удар по теории миграции, так как из-за тесности системы (до 12 а.е. в перигеи) планета просто не могла сформироватся на широкой орбите. Долгое время это пытались объяснить маловероятным сценарием захвата звездного компаньена уже после миграции в области звездообразования.
Стремясь проверить открытие систему изучили европейцы на ELODIE. Они получили около 40 спектров в период с июля 2005 по август 2006 года. В результате планетную амплитуду так и не удалось выявить. По их мнению в результате Konacki с гораздо меньшим числом наблюдений (11 замеров в течение 9 ночей) точность гораздо хуже чем заявленные 15 метров в секунду, и составляет около 140 метров в секунду, и выявленная ими апмлитуда вероятно имеет исскуственное происхождение связанное с небольшим числом наблюдений в небольшие сроки.
Исключая аномальную систему авторы подтверждают существования теоретического предела в 20 а.е. необходимый для существования газовых гигантов в тесных двойных системах. С использованием текущих инструментов проверка этого предела является трудной задачей, но поиск планет у спектроскопических двойных продолжается двумя различными группами (Eggenberger et al. 2003; Konacki 2005b)

[Borislаv]

Момент действительно исторический. Странно, что пресса не обращает должного внимания. 

Ажиотаж не совсем понятен, возможно он связан с тем что впервые получены инфракрасные спектры внесолнечных планет с попыткой индификации химического состава, но хорошо известно что вторичные затмения у Озириса и ТРЕС-1 Спитцер уже наблюдал - определив их температуру еще в 2004 году
Да и вообще исследования в этой области уже ведутся больше 5 лет
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/228/39.shtml
http://www.allplanets.ru/HD_209458_statya.htm

С помощью спектральных наблюдений в атмосфере Озириса были обнаружены атомы натрия, углерода и кислорода.