Открытия и исследования экзопланет

[Borislаv]

Блин посмотрел источник.
http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0612029
Неужели журналисты опять напутали. И на средних дистанциях избытки (24 микрона - теплая пыль, 70 микрон - холодная пыль) обнаруженны.

[T101]

Блин посмотрел источник.
http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0612029
Неужели журналисты опять напутали. И на средних дистанциях избытки (24 микрона - теплая пыль, 70 микрон - холодная пыль) обнаруженны.

Вот это уже боле походит на правду
Спасибо за информацию, Борислав!

[Borislаv]

http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0612029

Почитал еще эту статью.
Наблюдалось 69 двойных спектральных типов A3-F8 на 24 микрон, 53 системы из них на 70 микронах.
Избыток обнаружен для 9+4-3% на 24 микронах и 40+7-6% на 70 микрон.
4 системы показывают избыток на обеих волнах.
Более того доля дисков выше чем для одиночных AFGK звезд. Вероятно это говорит о том, что в гравитационно нестабильных областых чаще происходят столкновения планетоизмалей.

Для сравнения приводят другие обзоры:
для старых (>600 Myr) одиночных А,F и FGK звезд доля ИК избытков
на 24 микронах - 7% и 1%, на 70 микронах - 25% и 15% соотвественно.

Для текущего обзора это гораздо меньше - ведь если из выборки убрать молодые системы, то доля на 24 микронах составит - 9+5-3%, а на 70 микронах - 38+8-7%.

[vika vorobyeva]

Группа товарищей (X. Bonfils, M. Mayor, X. Delfosse, T. Forveille, и др.) сообщает об открытии еще одного горячего нептуна, причем около близкой (4.5 пк от Солнца) маломассивной звезды спектрального класса М2.5 V GJ 674.
Период планеты - 4.69 дней, минимальная масса (m sin i) ~11 масс Земли.
В Энциклопедии ее еще нет.
Пошла выяснять подробности.

Информация отсюда: http://arxiv.org/abs/0704.0270

Upd Пока писала пост, планета появилась и в Энциклопедии:
http://vo.obspm.fr/exoplanetes/encyclo/planet.php?p1=GJ+674&p2=b

[Borislаv]

http://arxiv.org/abs/0704.0441
Открыта новая планета у молодой близкой звезды HD 70573 имеющий спектральный класс G и находящейся в 46 пс.
Открытие сделали в ходе изучения выборки молодых звезд на спектрографе FEROS установленном на 2.2 m MPG/ESO телескопе в La Silla. В ходе получения 39 спектров с декабря 2003 по январь 2007 года с точностью около 10 метров в секунду была найдена планетная амплитуда около 149(±6) m/s и периодом в 852(±12) дней. Это говорит о наличие планеты массой около 6 масс Юпитера с большой полуосью в 1.76 а.е и эксцентриситетом e=0.4
Возраст звезды оценен между 20 и 300 млн. лет, что выделяет систему как самую молодую с известной планетой.

[Borislаv]

Информация отсюда: http://arxiv.org/abs/0704.0270

В дополнение.
GJ 674 (HIP 85523, LHS 449) не просто близкая, это 37-ая по близости звездная система, и 54-ая ближайшая звезда. И более того, система является самой близкой звездой с планетой после Эпсилон Эридана заняв второе место.
Открытая планета является 5ой из списка самых легких из известных, и пятой же открытой планетой у М-карликов.
Планета была открыта на HARPS'е. Начиная с июня 2004 года была произведенно 32 замера по 900 секунд. В ходе этого на периодиограме было выявленно 2 пика - 4.69 и 35 дней. Первый - планета, второй вызван вращением звезды.

[vika vorobyeva]

Подробности.
В SIMBAD`е о GJ 674 пишут как о звезде с высоким собственным движением. Она приближается к Солнцу со скоростью 10.5 км/сек, а также довольно быстро перемещается по небесной сфере (примерно на одну угловую секунду в год).
Эффективная температура поверхности звезды 3500-3700К, светимость 0.016 солнечной. Она 37-я в списке ближайших к Солнцу звезд (если считать кратную систему за одну звезду). Это вторая по удаленности планетная система из известных (ближе - только Эпсилон Эридана). Масса звезды оценивается в 0.35 солнечных.

Авторы статьи наблюдали звезду с помощью спектрографа HARPS на 3.6-метровом телескопе в Чили. Они обнаружили два острых пика на периодограмме, один соответствует планете с периодом 4.69 дней, другой - планете с периодом 34.85 дней. Однако второй период очень близок к периоду вращения самой звезды (35 дней), и авторы решили, что наблюдают не планету, а пятно на поверхности самой звезды, поскольку звезда (по наблюдениям в линиях Ca и H+K) демонстрирует умеренную хромосферную активность.
Минимальная масса ближней планеты оценивается авторами в 11-12.7 масс Земли, эксцентриситет орбиты около 0.2. Температура планеты оценивается авторами в 450К, т.е. довольно умеренная

Upd Пока набирала пост, Борислав меня опередил
Авторы статьи подтверждают вывод о широкой распространенности планет с массами порядка массы Нептуна у маломассивных звезд.

[Borislаv]

Авторы также исследуют зависимость металличности и наличия планет у красных карликов.
Металличности GJ 436, GJ 581, GJ 849, GJ 876 и GJ 674 равны [Fe/H]=0:03, 0:25, +0:14, +0:03, и 0:28
Если сравнить среднюю металличность со всей выборкой HARPS'а, то получают значения - 0:181 и 0:160.
Т.е. с 11 процентной вероятностью металличность красных карликов с планетами выше чем общая металличность всей выборки.
Авторы отмечают,что единственные известные планеты гиганты у  GJ 876 и GJ 849 занимают металл-богатый хвост распределения металличности. Металличность у GJ 849 одна из наибольших, практически равная наиболее богато-металличной звезды из выборки.
Следующая звезда из металл-богатых - GJ 436 имеет долгопериодический юпитер (P>6 лет) (Maness et al. 2006).
До настоящее времени из около 300 изученных красных карликов горячие юпитеры не найдены ни у одного. (Bonfils et al. 2006; Endl et al. 2006; Butler et al. 2006).
И наоборот GJ 674b - уже 4-й горячий Нептун.
Учитывая то, что горячий Юпитер найти гораздо проще, чем горячий нептун, авторы делают вывод о гораздо большем распространение таких планет.

[vika vorobyeva]

Орбита GJ 674 b:
http://allplanets.ru/star.php?star=GJ%20674

Как видно, температурный режим этой планеты грубо соответствует температурному режиму Меркурия.

Орбита HD 70573 b:
http://allplanets.ru/star.php?star=HD%2070573

Будучи в Солнечной системе, эта планета моталась бы от земной орбиты до пояса астероидов и обратно

[Olweg]

Минимальная масса ближней планеты оценивается авторами в 11-12.7 масс Земли, эксцентриситет орбиты около 0.2.

Высокий, как и у Gl 436 (0.16). Скорее всего, есть внешний компаньон.

[Olweg]

Презентация "Планеты у M-карликов":
http://www.sc.eso.org/santiago/science/OPSWorkshop/Contributions/Oral/S2_Bonfils_talk.pdf

Включает и новое открытие.

[Nucleosome]

Минимальная масса ближней планеты оценивается авторами в 11-12.7 масс Земли, эксцентриситет орбиты около 0.2. Температура планеты оценивается авторами в 450К, т.е. довольно умеренная

Интересно, а вот на что могут быть похожи такие планеты? С одной стороны удерживают лёгкие газы - такие как водород и гелий, с другой - горячие. У них может быть твёрдая поверхность?
И вообще - вот много раз уже тут на форуме встречал оценки темпертуры поверхности, но как это расчитывается плохо себе представляю - связано, наверно, с поглощением света звезды и длиной излучаемого в следствии нагрева света, которые должны быть одинаковы. Но как производится расчёт?

[vika vorobyeva]

И вообще - вот много раз уже тут на форуме встречал оценки темпертуры поверхности, но как это расчитывается плохо себе представляю - связано, наверно, с поглощением света звезды и длиной излучаемого в следствии нагрева света, которые должны быть одинаковы. Но как производится расчёт?

Прошу прощения за саморекламу, расчет сопряженной температуры и сравнение ее с температурами тропопаузы планет Солнечной системы проведен здесь:
http://blog.astronomy.ru/author/vika-vorobyeva/

Коротко повторю эти рассуждения.
На любом определенном расстоянии от звезды можно ввести "звездную постоянную" по аналогии с солнечной постоянной, которая означает количество световой энергии, проходящее в секунду через поверхность единичной площади. На расстоянии земной орбиты солнечная постоянная равна 1367 Вт/кв.м
Локальную температуру подсолнечной точки небесного тела, лишенного атмосферы, можно получить из закона сохранения энергии: сколько тело поглотило, столько оно и излучило. Абсолютно черное тело, будучи нагрето до температуры T, излучает:
E = (постоянная Стефана-Больцмана) * T⁴
Для тела с альбедо alfa запишем:
(звездная постоянная) * (1 - alfa) = (постоянная Стефана-Больцмана) * T⁴
отсюда T = корень 4-й степени из (з.п. * (1 - alfa)/п. С.-Б.)
Для тел с атмосферой ситуация становится гораздо более сложной. Различные длины волн звездного света поглощаются на разных уровнях атмосферы, в которой возможно появление инверсионных слоев и пр. Однако в любой атмосфере можно выделить атмосферный слой, где холоднее всего. Его называют тропопаузой. Ниже тропопаузы температура устойчиво растет в глубину. Выше - сначала растет, а потом может и падать, и снова расти, и так несколько раз

[Nucleosome]

vika vorobyeva - большое спасибо за объяснения!

[Borislаv]

http://arxiv.org/abs/0704.0632

Авторы рассматривают возможность тайминга транзитов горячих юпитеров.
Сейчас известны 9 ярких звезд (V>12) с транзитами.
К примеру, если в системе существует Земля-массовая планета в резонансе 2:1 к 3 дневной орбите горячего юпитера, то изменения амплитуды транзита будут превышать 1 минуту.
Небольшие (1.2 метра) наземные телескопы позволяют наблюдать транзит с точностью до 10 секунд. Таким образом, возможно, искать планеты даже легче Земли.
Несколько транзитных систем уже изучены:
Набор из 11 наблюдений TrES-1 ограничил земно-массовые планеты для нескольких резонансов.
Набор из 13 наблюдений Хаббла Озириса чувствителен к Марс-массовым планетам.
Авторы отмечают слабость Хаббла для подобных наблюдений (с него, как известно, был снят высокоскоростной фотометр для установки блока корректирующей оптики) по сравнению с 1.2 метровым телескопом KeplerCAM в обсерватории Fred Whipple.
Наибольшая точность в 6 секунд получена на Спитцере при наблюдениях HD 189733b (Knutson et al. 2007).

Приводится пример, что тайминг транзитов может быть полезен и в миссии Кеплера. Точности наземных телескопов телескопа хватит, чтобы зарегистрировать возмущения юпитера на 130дневной орбите, от земно-массовой планеты на круговой орбите (e<0.05) с большой полуосью в 1 а.е.
Более того, обнаружение систем с несколькими транзитами поможет найти их массу на основе возмущений орбит (и времени затмений) у друг друга. Этот способ является единственным для "взвешивания" землеподобных планет, так как для RV-наблюдений не хватит точности. Это позволит определить их плотность и физическую структуру.

Описан один из лучших телескопов для наблюдения транзитов. Это телескоп KeplerCam в рамках проекта Transit Light Curve (TLC). Телескоп имеет большое поле зрения (23 на 23 угловых секунды), что помогает легко найти звезду сравнения для миллимагнитудной фотометрии. Время экспозиций - 11.5 секунд. Телескоп продемонстрировал точность фотометрии в 0.15 процентов на волне z с 30 секундной фотометрией. Время индивидуального транзита было измерено с точностью до 10 секунд.

Авторы отмечают проблемы:
- несмотря на сравнительно небольшой размер нужного телескопа, у него должно быть большое поле обзора. В мире лишь несколько подобных инструментов.
- наблюдения происходят в случайное время, поэтому наблюдения сложно запланировать.
- транзит горячего юпитера длится около 2 часов. Это также усложняет планирование наблюдений.
- плохая погода и световой день мешают проводить наблюдения с одного телескопа.

Учитывая, что количество известных транзитов будет расти авторы предлагают создать всемирную сеть из небольших телескопов-роботов.
Называется даже число - сеть из 20 1.2 метровых телескопов с матрицами 2К на 2К и полем в 26 на 26 угловым минут. Телескопы позволят достичь точности в фотометрии в 1.5 mmag для V=12. Стоимость одного такого полностью оснащенного телескопа - около 100 тыс.$. Если включить 6 лет эксплуатации, то общая цена возрастет до 250 тыс.$

Типичная планета на 3-дневной орбите проходит транзит лишь на 3 процентах своей орбиты. Около 10 известных проходят транзит 1/3 от общего времени. Так как обычно планетная система видна с одной точки поверхности лишь в течение 6 месяцев в году, то нужно около 70 систем для наблюдения транзитов в любое время. Вероятно, CoRoT и Kepler найдут значительную долю от этого количества. Также необходимо размещать телескопа парами (с разделением в несколько сотен км) для избегания зон плохой погоды.

Потенциальный интерес представляет создаваемая сеть из 0.4 и 1 метровых телескопов для изучения внегалактических нерезидентных событий и поиска несолнечных планет через транзиты и микролинзирование - Глобальная Сеть Обсерватории Las Cumbres (LCOGT).
Ожидается, что в конце 2007 года заработает первый 0.4 метровый из 30 телескопов. В конце 2008 года первый из 30 1 метровый с экспозицией до 4 секунд.
Таким образом, сеть из 60 телескопов-роботов позволит тратить около 20 процентов наблюдательного времени для наблюдений транзитов.

Дополнительно к этим телескопам, к настоящему времени есть два 2х метровых телескопа-робота (на Гаваях и Австралии) с быстрой экспозицией, которые будут частью сети LCOGT. Они уже ведут активные наблюдения.

[ctac]

http://arxiv.org/abs/0704.0632

Описан один из лучших телескопов для наблюдения транзитов. Это телескоп KeplerCam в рамках проекта Transit Light Curve (TLC). Телескоп имеет большое поле зрения (23 на 23 угловых секунды), что помогает легко найти звезду сравнения для миллимагнитудной фотометрии. Время экспозиций - 11.5 секунд. Телескоп продемонстрировал точность фотометрии в 0.15 процентов на волне z с 30 секундной фотометрией. Время индивидуального транзита было измерено с точностью до 10 секунд.

 Борислав, а это точно, что секунды? Для меня это ооочень маленькое поле

 PS Нашел первоисточник:

 As stated, the most impressive results on follow-up of bright transiting planets have come from the Transit Light Curve (TLC) project using KeplerCam. This camera has a single 4K × 4K Fairchild 486 CCD with a 23′ × 23′ field of view. Using 2 × 2 binning, the readout time for this detector is 11.5 s.

 Это оно? Но только с угловыми минутами.

[Borislаv]

Пардон, конечно минут.
А вообще сеть LCOGT поразила воображение. 60 телескопов-роботов 

[ctac]

http://arxiv.org/abs/0704.0632

Авторы рассматривают возможность тайминга транзитов горячих юпитеров.

Учитывая, что количество известных транзитов будет расти авторы предлагают создать всемирную сеть из небольших телескопов-роботов.
Называется даже число - сеть из 20 1.2 метровых телескопов с матрицами 2К на 2К и полем в 26 на 26 угловым минут. Телескопы позволят достичь точности в фотометрии в 1.5 mmag для V=12. Стоимость одного такого полностью оснащенного телескопа - около 100 тыс.$. Если включить 6 лет эксплуатации, то общая цена возрастет до 250 тыс.$

 А вообще-то ооочень дошево выходит  Боюсь, что мы не меньше затратили на строительство своей обсерватории. Только вот апертура у нас в 2 раза меньше, а поле и чип в 2 раза больше. Интересно, что выгоднее? Правда, у них климат получше будет

[Borislаv]

Полазил по сайту  LCOGT
Пока планируется ввод части телескопов
http://lcogt.net/tels.html
Name                                  Location                                               Size                  Quantity
Faulkes Telescope North (FTN) Haleakala, Maui, Hawaii                           2.0 meters         1
Faulkes Telescope South (FTS) Siding Spring, New South Wales, Australia    2.0 meters         1
(Scheduled for Spring 2007)      Haleakala, Maui, Hawaii                           0.4 meters 
(Scheduled for Spring 2007)      Siding Spring, New South Wales, Australia    0.4 meters 
(Scheduled for Spring 2007)      Cerro Pachon, Chile                                0.4 meters 
(Scheduled for Spring 2007)      La Palma, Canary Islands                        0.4 meters 
(Scheduled for Spring 2007)      Sutherland, South Africa                          0.4 meters

Цели: Gamma-ray Bursts, Supernovae, Active Galaxies (AGNs), Extra-Solar Planets, Asteroids, Variable Stars

[Borislаv]

http://arxiv.org/abs/0704.0454
Продолжается разработка первой космической миссии для микролинзирующего поиска экзопланет.
MPF (Microlensing Planet Finder Mission)
Чтобы затолкать миссию в пределы Discovery по стоимости, планируется активно использовать преведущие разработки.
Служебный борт практически тот же, что и у Spitzer. Оптическая система будет основыватся на коммерческих спутниках ДЗЗ Ikonos и NextView. Часть оптической системы взята из проекта JWST.
В итоге стоимость миссии оценивают в ценах 2006 года в 390 млн. $ включая 30% резерв в ходе разработки.
Группа, которая разрабатывает проект включает NASA GSFC, Lockheed Martin, ITT, STScI, Teledyne и университет Notre Dame.