О мониторинге лучевых скоростей звезды Барнарда

[vika vorobyeva]

http://arxiv.org/pdf/1208.2273.pdf

Калифорнийская группа отчиталась о 25-летних наблюдениях звезды Барнарда - второй по удаленности звезды от Солнца. С 1987 по 2012 годы на обсерваториях Лик и Кек было сделано 248 измерений лучевой скорости этой звезды, причем последние 8 лет точность составляет около 2 м/сек (раньше ~20 м/сек). Никаких периодических колебаний лучевой скорости обнаружить не удалось. Соответственно, уточняются верхние пределы: исключены планеты с массами больше 2 масс Земли на орбитах короче 10 суток, и планеты с массами больше 10 масс Земли на орбитах короче 2-х лет.

[Igor123456]

Получается, что даже у ближайшей звезды невозможно обнаружить планету с параметрами Земли (масса, период обращения вокруг звезды).

[vika vorobyeva]

Пока да, невозможно (если она не транзитная).

[polar]

Сейчас точность измерений на лучших приборах уже не 2 м в сек, а 30 см в сек, так что, если французы мониторят Барнарда, то вполне и землю на земной орбите поймают.

[vika vorobyeva]

На земной орбите - не поймают, тут нужна точность сантиметры в секунду.
На тесной орбите могут поймать.

Кроме того, нужно учитывать собственный акустический шум звезды. Если сигнал под шумами, нужно долго его суммировать, чтобы выделить (мониторить звезду в течение многих орбитальных периодов планеты).

[polar]

Говоря про Барнарда, надо помнить, что она сильно легче Солнца. Поэтому у меня на пальцах получается, что сигнал можно вытянуть наземными наблюдениями (конечно, зависит от ориентации орбиты относительно луча зрения).
Про точности, которые сейчас дает HARPS  см http://arxiv.org/pdf/1202.2570v2.pdf

Если же учесть, что планета с массой Земли в зоне обитаемости красного карлика M4 будет гораздо ближе к звезде, то задача еще упрощается

[vika vorobyeva]

Мм.. ну, давайте считать.
Звезда Барнарда - красный карлик спектрального класса M5 V. Масса - 0.17 солнечных, светимость - 0.00043 солнечных, отсюда радиус эффективной земной орбиты 0.0207 а.е. или 3.11 млн. км. Планета, вращающаяся по эффективной земной орбите, будет иметь орбитальный период ~2.65 земных суток.
Минимальная масса планеты (параметр m sin i) вычисляется по формуле

где P - орбитальный период планеты,
G - гравитационная постоянная,
К - полуамплитуда лучевой скорости звезды,
m_* - масса звезды,
e - эксцентриситет орбиты.
Для нас важно, что зависимость массы от K - линейная. Если при точности 2 м/сек исключены планеты с массами больше 2 масс Земли, то при точности 0.3 м/сек можно будет исключить (или найти) планеты массой больше 0.3 масс Земли на орбитах короче 10 суток (т.е не только в обитаемой зоне, но и вплоть до условного пояса астероидов)!
Конечно, не забываем об акустическом шуме самой звезды, но вообще говоря... 

[vika vorobyeva]

Как оказалось, я тут глупость написала, и никто не поправил
Светимость звезды Барнарда составляет 0.00043 солнечных только в ВИДИМОМ свете. С учетом болометрической поправки -2.55 для карликов спектрального класса M5 V ее БОЛОМЕТРИЧЕСКАЯ светимость составит 0.00457 светимостей Солнца, радиус эффективной земной орбиты достигнет 0.0676 а.е. (~10 млн.км), а орбитальный период на этой орбите - 15.64 земных суток.

[Zhak RRR]

Как оказалось, я тут глупость написала, и никто не поправил
Светимость звезды Барнарда составляет 0.00043 солнечных только в ВИДИМОМ свете. С учетом болометрической поправки -2.55 для карликов спектрального класса M5 V ее БОЛОМЕТРИЧЕСКАЯ светимость составит 0.00457 светимостей Солнца, радиус эффективной земной орбиты достигнет 0.0676 а.е. (~10 млн.км), а орбитальный период на этой орбите - 15.64 земных суток.

О как раз в периоде этом может и существовать планета меньше 2,5 масс земли! А у Барнарды никто не пробовал брать транзит?!