Открытия и исследования экзопланет

[Borislаv]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0704.0873v1
J.S. Greaves, D.A. Fischer и другие проводят интересные исследования в частоте планет и пылевых дисков у звезд в зависимости от металличности.
Приводится график распространения горячих юпитеров, холодных юпитеров, просто пылевых дисков и пылевых дисков с планетами в зависимости от метталичности.
Затем авторы скурпулюзно считают как много чего (планет, дисков) у звезд.

В выборке 850 и 1330 звезд с разной металличностью доля горячих юпитеров от 16/1330 = 1.2% (Marcy et al.2005) до 22/850 = 2.6 % (Fischer & Valenti 2005). Вероятно меньшая выборка более однородна в плане солнецеподобных звезд, чем расширенная включившая более 100 М карликов.

Для холодных Юпитеров (дальше 0.1 а.е.) получается 76/850=8.9 % (Fischer & Valenti 2005) 72/1330=5.4% (Marcy et al. 2005) вплоть до 5 а.е. с возможно экстрополяцией до 11% в пределах 20 AU.

Пылевые диски лучше всего искал Спитцер. Он нашел 25 дисков из 169 звезд (Beichman et al. 2006; Bryden et al. 2006), это 15(3)%.

Среди 25 обследованых планетных систем диски найдены у 6. 6/25=24(10)% (Beichman et al. 2005). В итоге совместив с планетной частотой в 12% можно получить 9% частоты планетных систем с пылевыми дисками.

Как видно по таблице вычисленные по теоретическим моделям частоты разных планет и наличия дисков хорошо совпадают с наблюдаемыми значениями.

Теоретичесокй эстраполяцией авторы находят, что у около 2/3 звезд достаточно вещества, чтобы образоватся землеподобным планетам, значительное количество небольших планет обнаруженных в последнее время подтверждает это (открытия холодных и горячих нептунов).

[Borislаv]

Да, термоядерная реакция отличает звезды от планет. Значит, в коричневых карликах протекает эта реакция? Почему тогда они не светят?

В дополнение - коричневые карлики светятся, причем несколько десятков или сотен млн. лет. Потом медленно остывают и превращаются в что-то похожее на массивные планеты с температурой излучения около 500 К.

Сегодня в одной из статей наткнулся на интересную инфу:
http://www.nam2007.uclan.ac.uk/printabs.php
При анализе первого релиза ИК обзора UKIDSS (LAS) был обнаружен самый холодный Т карлик - спектрального типа Т8.5 с эффективной температурой 650К. И конечно же это только начало новых рекордов самых холодных коричневых карликов и планемонов.

[ctac]

 Возможно тут эта ссылка уже публиковалась, но думаю она будет интересна, тем кто нов для этой темы.

 Показано микролинзирование в ходе наблюдения которого была открыта первая экзопланета, именно таким методом.

 OGLE 2003-BLG-235/MOA 2003-BLG-53







http://www.nd.edu/~bennett/moa53-ogle235/

[Olweg]

Наглядно! Хотя я все равно не понял, как это происходит

[Olweg]

http://fr.arxiv.org/abs/0704.1067

Планеты в шаровых скоплениях. Авторы считают, что искать там транзиты бесполезно. Из-за низкой металличности планеты, если и встречаются, то редко и на широких орбитах (миграции не происходит).

[Sergiusz]

Water Found in Extrasolar Planet's Atmosphere

[Borislаv]

http://fr.arxiv.org/abs/0704.0952

Продолжается разработка проекта SIM
Программа разработки технологии была закончена в июне 2005 года. Техническая возможность была подтвержденна независимыми комиссиями. Инструментальные ошибки менее 100 наносекунд за большие интервалы экспозиции.
SIM фактически закончил фазу разработки (фаза A/B), и скоро приступит к фазе реализации (фаза C/D).
Запланированно, что бюджет фазы C/D составит около $1200M в ценах 2005 года.
Фаза эксплуатации (фаза E) запланирована в течение 7 лет после запуска в 2015 году и оценивается в $365M (FY05$), включает 4 месяца тестирования, 5 лет научной работы, и 20 месяцев обработки собраных данных. Это означает выделение примерно $60M каждый год.
США уже вложили около $500M в необходимые технологии для проекта SIM, уменьшающие технологический риск. (что-то вроде фазы A/B?).

Поиски планет разделенны на 3 области:

1) Поиск обитаемых планет
Затратив 37% наблюдательного времени интерферометр сможет поискать землеподобные планеты в обитаемной зоне у 64 близких звезд. Точность при этом будет достигать 100 наносекунд. При 10-летней миссии список звезд расширится до 98.

2) Широкий обзор планет
Затратив 4% наблюдательного времени интерферометр сможет поискать скалистые планеты у 2100 звезд.
С точностью 4 микросекунды, можно обнаружить планеты в 2 массы Земли на 5-летних орбитах вокруг солнецеподобных звезд в 10 пс. Для большинства М карликов в выборке чувствительность опускает ниже массы Земли.

Примерные оценки количества открытий:
- землеподобные планеты (0.3 - 10 масс Земли): 84
- нептуны (10-30 масс Земли): 42
- юпитеры (30 масс Земли - 10 масс Юпитера): 300
общее число: 426

3) Планетный поиск у молодых звезд
Планируется отобрать 150-200 молодых звезд с возрастом от 1 до 100 млн. лет.
Так Юпитер в 1 а.е. от звезды массой в 0.8 масс Солнца в молодой ассоциации (1-10 млн. лет) таких как Телец или Хамелеон вызывает колебания в 8 микросекунд. В более близких ассоциациях Бета Живописца или TW Гидры находящихся в 25-50 пс амплитуда будет около 100 микросекунд. Ожидается, что среди 200 молодых звезд будет открыто больше 10-20 планетных систем.

Чувствительности хватит для юпитеров от 1 до 5 а.е. Это позволит уточнить процесс планетных систем.

В дополнение SIM сможет проверить комплонарны ли уже открытые многопланетные системы (таких известно уже около 20 - 13% от общего числа).
SIM также проверит планетные системе откртые Kepler'ом на наличие других планет, вплоть до сатурн-массовых на 5-летних орбитах вокруг G-карликов в 800 пс.

На графике сравниваются возможности SIM и основного конкурента - европейского телескопа GAIA.

[vika vorobyeva]

Известные фабриканты новых планет Дебра Фишер, Марси и Баттлер представляют 4 новые экзопланеты: HD 11506 b, HD 17156 b, HD 125612 b и HD 170469 b. У них в загашнике есть еще и пятая, но они ее не представили, видимо, перепроверяют

Звезда HD 11506 расположена на расстоянии 53.8 пк, ее спектральный класс G0, светимость составляет 2.29 светимостей Солнца. Возраст звезды оценивается в 5.4 млрд. лет.
Планета достаточно массивная, m sin i = 4.85 масс Юпитера, орбитальный период 1280 +/- 45 дней, большая полуось 2.35 а.е., эксцентриситет ~0.2. Навскидку (потом посчитаю точнее) это водный гигант.

Звезда HD 17156 расположена на расстоянии 78 пк, ее спектральный класс G5, светимость 2.6 солнечной. Видимо, звезда уже сошла с главной последовательности и начала эволюционировать в красный гигант, ее возраст оценили в 5.7 млрд. лет.
Минимальная масса планеты 2 массы Юпитера, орбитальный период 21.22 дня, эксцентриситет аж 0.67. Большая полуось 0.15 а.е. Очень теплый юпитер, почти горячий

Звезда HD 125612 расположена на расстоянии 53 пк, ее спектральный класс G3 V, светимость 1.08 светимости Солнца. Возраст звезды оценивается в 2 млрд. лет.
Планета с m sin i = 3.2 масс Юпитера, большая полуось 1.2 а.е., орбитальный период ~500 дней, эксцентриситет 0.39. Эксцентричный водный гигант.

Звезда HD 170469 на расстоянии 65 пк, спектральный класс G5, светимость 1.6 солнечной. Звезда довольно старая, ее возраст оценивается в 6.7 млрд. лет.
Минимальная масса планеты 0.68 масс Юпитера, большая полуось 2 а.е., период 1087 дней, эксцентриситет 0.36 +/- 0.13

Все родительские звезды этих планет отличаются высокой металличностью.

Информация отсюда: http://www.arxiv.org/abs/0704.1191
(спасибо Бориславу за наводку)

[vika vorobyeva]

Прошу прощения, пятую планету они тоже представили! (плохо смотрела)

Звезда HD 231701 спектральный класс F8 V, расположена на расстоянии 108 пк от Солнца, светимость 2.4 солнечной, возраст оценивается в 5 млрд. лет.
Минимальная масса планеты 1.03 массы Юпитера, большая полуось 0.55 а.е., орбитальный период ~144 дня, эксцентриситет 0.19. Очень теплый юпитер

[Borislаv]

Дополнение.
Все пять планет были открыты в рамках программы N2K, и являются одними из первых не горячих юпитеров в этой выборке. По-крайней мере там написанно, что дополнительные наблюдения с интервалом в несколько лет смогли открыть 6 новых планет:
HD 5316 и HD 75898 (Robinson et al. 2007) и 4 в выше приведенной статье - HD 11506, HD 17156, HD 125612, HD 231701.

Подробности:
HD 11506 на Кеке (HIRES) 25 RV-замеров
HD 17156 на Subaru (HDS) в 2005-2006 8 RV-замеров и на Кеке (HIRES) 24 RV-замеров
HD 125612 на Кеке (HIRES) 18 RV-замеров
HD 170469 на Кеке (HIRES) 34 RV-замеров
HD 231701 на Кеке (HIRES) 16 RV-замеров

Авторы сообщают, что на текущий момент на Кеке из выборки N2K для 423 звезд полученно 3 или более RV-замера. Приводится открытые планеты в завимости от метталичности.
На основе кривой Fischer & Valenti (2005) полученной из более изученных выборок, ожидается 27 юпитеров до 4 лет. Пока обнаруженно 14, т.е. около половины.

P.S. Интересное соревнование получается
С одной стороны европейские коллеги на HARSP'е успешно ищут маломассивные планеты. Сюдя по всему разрыв в этой области будет увеличиваться, ведь введена в строй София, а работы на RPF (или APF) постоянно переносятся из-за недостатка средств.
С другой стороны американцы исчерпав возможности для большого числа новых планет на 1300-звездной хорошо изученной выборке, осуществили проект N2K, основанный на отборе из 10-12 тыс более далеких звезд около 3-4 тыс высокометалличных, у которых вероятность найти планеты не 5% а до 25%. Несмотря на дороговизну поисков, удалось привлечь на значительные поиски сразу 3 крупнейших телескопа - Кек, Субару и Магеллан.
И сейчас, если верить http://exoplanets.org/ из 202 известных экзопланет в пределах 200 пс, 121 открыла Калифорнийская группа.
Хотя конечно, в ближайшие годы применение мультиволоконых спектрографов приведет к настоящей гонке открытий через лучевую скорость.

[T101]

Ученые из NASA полагают, что нашли способ определять цвет гипотетических растений на экзопланетах.
Т.е. придумали методику, согласно которой в зависимости от спектра звезды будет вычисляться наиболее выгодный растениям цвет вещества, посредством которого будет идти фотосинтез. Это поможет искать растительную жизнь на экзопланетах.

http://www.sciencedaily.com/releases/2007/04/070411091753.htm

[Olweg]

Интересно, выгоден ли зеленый цвет нашим растениям?

[Sergiusz]

Интересно, выгоден ли зеленый цвет нашим растениям?

Есть мнение, что он защищает их от перебора солнечной энергии
Early Earth Was Purple, Study Suggests

[vika vorobyeva]

Орбиты новых планет:
http://allplanets.ru/star.php?star=HD%2011506
http://allplanets.ru/star.php?star=HD%20125612
http://allplanets.ru/star.php?star=HD%20170469
http://allplanets.ru/star.php?star=HD%2017156
http://allplanets.ru/star.php?star=HD%20231701

Замечу, что система HD 11506 представляет интерес для экзобиологов: это зрелая система возрастом около 5.4 млрд лет, планета-гигант достаточно массивна, чтобы иметь крупные спутники, сравнимые по размерам с Марсом (а то и с Землей), орбита гиганта имеет умеренный эксцентриситет и проходит недалеко за эффективной земной орбитой, причем тепловое излучение гиганта должно немного подогревать его спутники, создавая на них достаточно комфортные температурные условия

[Borislаv]

http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2007-039
Впервые ученые НАСА продемонстрировали в лаборатории действие интерферометра с маской для программы TPF. Удалось разрешить несколько источников света с контрастом в 10 порядков!
Звезду и планеты имитировал лазерный луч.

На рисунке представленно 3 симулированных планеты от Юпитера до Земли. Изображение полученно синтезом около 480 снимков с экспериментальной лабораторной установки High Contrast Imaging Testbed в JPL. Такое количество изображений позволяют компьютеру убрать помехи и ложные источники света вызванные несовершеством формы зеркала.

[T101]

Борислав, а что там с TPF - будут все-таки его финансировать и запускать или нет?

[Borislаv]

Борислав, а что там с TPF - будут все-таки его финансировать и запускать или нет?

Пока не густо, работы не профинансированны из бюджета. Главное чтобы полетел сначала SIM. Его запуск планируется в 2014-2015 году. TFT конечно попойже. Но что активные лабораторные эксперименты идут радует , значит какое-то финансирование с дополнительных источников есть.
Думаю, что ограничение научных программ это временная проблема связанная с политикой и возвращением на Луну. Важность программ ни у кого не вызывает сомнений, поэтому тут наверняка повторятся судьбы Новых Горизонтов или зонда Dawn - сначала отменили, а потом общественость надавила и проекты довели до запусков.

[T101]

Будем надеяться

[Borislаv]

Еще одна интересная статья в рамках разработки доклада ExoPTF

http://fr.arxiv.org/abs/0704.1454
В настоящее время на телескопе Gemini планируется установить один из лучших инструментов для фотографического поиска экзопланет - Gemini Planet imager (GPI). Сейчас там установленная камера ADI, тоже являющаяся на данный момент одной из лучших по возможностям наравне с SDI на VLT.
Ожидается, что камера сможет найти планеты тяжелее 6 масс Юпитера у звезд моложе 2 млрд. лет в радиусе 10 а.е. с покрытием планетной системы больше 50 процентов. Также она сможет обнаружить слабые пылевые диски.
Возможности инструмента еще больше у молодых звезд - до 3 масс Юпитера возрастом в 10 млн. лет или 7 масс Юпитера в 100 млн. лет вокруг G2V звезды.
Работа над инструментом начилась в июне 2006, а монтаж на телескоп Gemini South ожидается в конце 2010 года.
Теоретическое моделирование говорит, что при сьемке 3800 звезд с I < 8 mag GPI может обнаружить более 200 планет.
Первоочередной задачей ставит сьемка около 500 близких звезд, которая может открыть около 100 планет. Для этого необходимо 15-30 наблюдательных ночей телескопа. Всего обсерватория Gemini планирует выделить на программу GPI 100-200 ночей.

На рисунке изображены возможности GPI в зависимости от массы и большой полуоси планеты. Линии уровня - возраст в миллиардах лет.

[Olweg]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0702574
...
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.
...

Посмотрел сейчас периодограмму в консоли. Жуткое зрелище. Как из этого частокола удалось вытащить какой-то период, дело темное. Планета, на мой взгляд, под большим вопросом.