Открытия и исследования экзопланет

[Borislаv]

http://arxiv.org/abs/0704.0767v1
статья про наземные поиски экзопланет с помощью микролинзирования
Наблюдение самих событий начались еще в 1992 году.
На сегодняшний момент есть 2 междануродных сети для поиска событий по принципу поиска событий высокого увеличения, наиболее чувствительные к планетам с помощью 1-метровых телескопов, хотя события с очень высоким увеличениям становятся доступными и для 0.25 метровых телескопов, которые гораздо более распространенны.
До настоящего времени обнаружены 4 планеты, все с температурами между 40K < T < 70K.
Два - Юпитеры, два - нептуна.

Следующее поколение инструментов будут действовать на совершенно другом принципе против сьемки большой площади галактического Балджа за одну ночь и последующей тщательной проверки массы обнаруженных событий.
Это будут широкоугольные камеры (около 4 квадратных градусов) на 2 метровых телескопах размещенные на 3-4 континентах, которые будут проверят большие области (10 deg2) Балджа каждые 10 минут круглосуточно! Более высокая скорость поиска найдет около 6000 событий против 600. Более, того все 6000 событий будут автоматически проверенны на наличие планет сразу, по сравнению с около 50 событий проверенных в течение года в настоящее время.
Эти отличия дадут в сумме 100-кратное увеличение открытых планет микролинзированием.

В настоящее время происходит постепенная модернизация телескопов для перехода на следующий уровень.
Новозеладско-японский телескоп MOA уже имеет 2 градусную камеру на 1.8 метровом телескопе в Новой Зеландии, и способен осуществлять мониторинг около 4 квадратных градусов каждые 10 минут.
Группа OGLE финансируемая правительством Польши заменяет 0.4 deg2 камеру на 1.7 deg2 установленную на 1.3 метровом телескопе в Чили. Они также смогут проверят несколько квадратных градусов с большой частотой.
Астрономы Южной Кореи и Германии тоже лобируют свои правительства для строительства телескопов в ЮАР. Китайские астрономы рассматривают аналогичный проект.

Микролинзирующие поиски наилее продуктивны в Балдже Галактики, но есть еще несколько областей, где их можно применить.

- В М31. Там метод чувствителен больше для Юпитеров, чем для Земель или Нептунов. Теоретически внегалактические события должны обнаруживатся в течение реального времени, а после обнаружения слежение за ними должны проводить большие телескопы.

- соседние события. Недавно японский любитель обнаружил близкое микролизирование (DME) яркой звезды (V=11.4) в 1 кпс, которое затем наблюдалось еще несколькими любителями. К сожалению интенсивное изучение началось слишком поздно, для того чтобы обнаружить планеты, но чувствительности вполне могло хватить даже для землеподобных планет.
Теоретически такие кандидаты из-за близости могут подвергнутся даже RV проверке. Это может открыть новые перспективы. Фактически, два телескопа каждый в своем полушарии и состоящие из 120 10-см камер на одной монтировке смогут проверять все небо до 15 звездной величины. Такая система также может провести эффективный поиск ярких транзитов или 3-х суточное предупреждения для астероидов порядка Тунгусской катастрофы. Стоимость каждого такого телескопа оценивается в около 4 млн. $.

Далее американские авторы рассказывают о роли американских астрономов в микролинзирующих поисках.
Они первоначально играли ведущую роль в 90х. Полдюжины американских теоретиков дали ключевые идеи для анализа события на предмет планет. Также фонды США имеют значительную долю в общем финансировании.
Но сейчас как пишут авторы ситуация обострилась. Идет тенденция к доминированию других стран, часто у которых ВВП составляет 5-10 процентов от ВВП США. Для выправления ситуации и создания американской NextGen микролинзирующей сети нужно 5-10 млн. $.
Следовательно авторы предлагают профинансировать эти работы

[Borislаv]

последняя работа написана в рамках программы ExoPlanet Task Force (ExoPTF)
http://www.nsf.gov/mps/ast/exoptf.jsp
Эта подкомиссия из ведущих планетологов США (похожая на рабочую группу ESO по экзопланетам) созданна в декабре 2006 года и должна разработать для NSF and NASA 15-летнию стратегию для поиска и изучения экзопланет, включая ближайших землеподобных миров с изучением их обитаемости. К сентябрю 2007 года будет подготовлен доклад.
Принцип - за меньшие деньги сделать больше!

В одной из работ приведен графики погодовой динамики общего числа публикаций по экзопланетам и общего числа открытых планет.

[Borislаv]

последняя работа написана в рамках программы ExoPlanet Task Force (ExoPTF)
http://www.nsf.gov/mps/ast/exoptf.jsp

Если точно, то все 3 преведущие статьи в рамках подготовки доклада.
Но всего в Архиве в начале апреля было выложено 4 статьи:
- тайминг транзитов
- космическое микролизирование
- наземное микролинзирование

и еще
- радиоастрометрическое детектирование экзопланет
http://arxiv.org/abs/0704.0238
Так как сейчас Very Long Baseline Array может достичь програмнно точности лучше 100 микросекунд, а с помощью модернизации аж в 10 микросекунд. В объединение с 100 метровым Green Bank VLBA может проверить 29 активных М карликов в течение более 3 лет с чувствительностью до массы Юпитера в 1 а.е.
А разрабатываемый SKA может достичь точности в 1 микросекунду, что позволит поискать землеподобные планеты.

В общем предложена программа RIPL (Radio Interferometric Planet Search)
Выделить 1400 часов в течение 3 лет на VLBA и GBT для обзора 29 М-карликов. Завершить программу в 2009. (получается она уже началась )
Ожидаются проблемы с большими угловыми радиусами звезд, но они вполне решаемы. К примеру на расстояние 10 пс у карлика М5 звездный радиус - 100 микросекунд, а астрометрическая подпись Юпитера в 1 а.е. на порядок больше.

Ожидается что VLBA будет к 2010 году модернизирован. Так поток данных возрастет с 256 Mbit/s до 4 Gbit/s. В результате точность вырастет в 4-8 раз.
Спустя некоторое время поток возрастет до 16 Gbit/s, увеличив астрометрическую точность в 10 раз достигнув порядка 10 микросекунд, что позволит искать планеты в 10 раз легче Юпитера.

Еще более интересные перспективы открываются с постройкой SKA ближе к 2020 году. Он будет иметь собирающую площадь в 200 раз больше чем VLBA. Чувствительности хватит чтобы обнаружить в радиодиапозоне тепловое излучение Солнца в 10 пс от Земли. Учитывая точность в 1 микросекунд это позволит радиоинтерферометру искать землеподобные планеты у ближайших солнцеподобных звезд.

[Borislаv]

Открыты 3 новые экзопланеты.

В общем доступе появилась статья про это открытие на HARPS
http://exoplanet.eu/papers/dnaef_7361.pdf
NAEF D., MAYOR M., BENZ W., BOUCHY F., LO CURTO G., LOVIS C., MOUTOU C., PEPE F., QUELOZ D., SANTOS N. & UDRY S. , 2007
The HARPS search for southern extra-solar planets. IX. Exoplanets orbiting HD 100777, HD 190647 and HD 221287

В статье говорится, что основая задача програмы GTO на HARPS - высокоточный поиск легких планет вокруг спокойных солнецеподобных звезд. Другая программа - более низкоточный поиск планет (до массы Сатурна) у около 850 солнцеподобных карликов с точностью лучше 3 метра в секунду. Эта выборка является ограниченным дополнением (вплоть до 57.5 пс) к выборке CORALIE.

Чтобы открыть планеты было сделано - 29, 21, и 26 RV измерений в периоды 27.02.2004-04.07.2006, 01.08.2003-02.09.2006, 31.07.2003-03.09.2006. Т.е. примерно со времени начала работы спектрографа. Все звезды примерно в 50 пс.

Также в библиографии Энциклопедии внесолнечных планет появилось сообщение о возможном новом открытие
http://exoplanet.eu/biblio.php

FISCHER D., MARCY G., BUTLER P., SATO B., VOGT S., ROBONSON S., LAUGHLIN G., HENRY G., DRISCOLL P., TAKEDA G., WRIGHT J. & JOHNSON J. , 2007 (update : 05 April 2007)
Five Intermediate-Period Planets from the N2K Sample
ApJ. Letters , - , -
submitted

[Borislаv]

Новости о миссии Корота
http://smsc.cnes.fr/COROT/GP_actualite.htm
Сообщается, о том что служебная платформа Протей и телескоп работают отлично. Параметры сбора информации даже немного лучше планируемых. Во время коррекций израсходовано лишь 8 грамм гидразина, что дает надежды на большую длительность миссии.
2 апреля телескоп должен начать разворот от галактического антицентра к центру Галактики чтобы начать его наблюдения в мае в течение 5 месяцев.

[hele]

Vika: "сообщает об открытии еще одного горячего нептуна, причем около близкой (4.5 пк от Солнца) маломассивной звезды спектрального класса М2.5 V GJ 674."
Я выписывала все ближайшие звезды из Куликовского. Там они имеют другие идентификаторы. Скажите, эта звезда - то же самое, что у Куликовского -46'11540 (вместо ' нужно поставить знак "градус") (созвездие Жертвенник). Судя по склонению и расстоянию, это она.
Борислав: "система является самой близкой звездой с планетой после Эпсилон Эридана заняв второе место". Все же не нужно забывать еще о SCR 1845. Пока вопрос не решен окончательно, планета там или коричневый карлик. Расстояние до нее - 3,85 пс.

[JetRanger]

Все же не нужно забывать еще о SCR 1845. Пока вопрос не решен окончательно, планета там или коричневый карлик. Расстояние до нее - 3,85 пс.

Судя по всему температура второй компоненты более 1000 К, вряд ли там может идти речь о планете. По крайней мере в том ее понимании, что мы знаем.
И вообще есть ли граница между коричневыми карликами и горячими нептунами (расстояние между компонентами там порядка нескольких а.е.)?

[Borislаv]

Я выписывала все ближайшие звезды из Куликовского. Там они имеют другие идентификаторы. Скажите, эта звезда - то же самое, что у Куликовского -46'11540 (вместо ' нужно поставить знак "градус") (созвездие Жертвенник). Судя по склонению и расстоянию, это она.
Борислав: "система является самой близкой звездой с планетой после Эпсилон Эридана заняв второе место". Все же не нужно забывать еще о SCR 1845. Пока вопрос не решен окончательно, планета там или коричневый карлик. Расстояние до нее - 3,85 пс.

Я бы рекомендовал бы пользоватся не Куликовским (все же печатное издание), а электронным списком http://www.chara.gsu.edu/RECONS/TOP100.htm
Он составляется организацией RECONS которая как раз целенаправленно занимается уточнение парралаксов ближайших звезд.
Насчет SCR 1845 согласен, она может быть планетой. Так что можно оговорить, что 2-ая из достоверных планетных систем.

[hele]

JetRanger: И вообще есть ли граница между коричневыми карликами и горячими нептунами (расстояние между компонентами там порядка нескольких а.е.)?
У меня тоже была мысль, что может быть есть непрерывная последовательность звезды-планеты. Т.к. неясно, где можно провести границу.

Борислав: Я бы рекомендовал бы пользоватся не Куликовским (все же печатное издание).
По-моему, сейчас пока еще в науке бОльшую достоверность имеют печатные труды  По крайней мере у нас. В академических публикациях не встречаются ссылки на электронные издания. Вообще-то я тоже считаю, что нужно переходить на ссылки на Интернет. Я хотела сравнить с Куликовским, просто чтобы понять, о той ли звезде идет речь.

[Borislаv]

Судя по всему температура второй компоненты более 1000 К, вряд ли там может идти речь о планете. По крайней мере в том ее понимании, что мы знаем.
И вообще есть ли граница между коричневыми карликами и горячими нептунами (расстояние между компонентами там порядка нескольких а.е.)?

Планета - это тело которое легче 13 масс Юпитера, что не позволяет течь в нем термоядерным реакциям. Горячие т.е. близкие к своей звезде планеты раскаленны внешне, а не внутрене. Молодые раскаленны внутри, но они быстро остывают. Венера и Меркурий и сейчас до 700 К раскалены и все равно планеты. А в эпоху формирования температуры были гораздо выше 1000 К.

[Olweg]

Масса SCR 1845 оценивается в диапазоне 9 - 65 юпитеров в зависимости от возраста. Даже при минимальном значении отношение масс будет 1:10 - для планеты это слишком много! Так что хотя формально по массе объект может попадать в категорию планет, по происхождению это маломассивная двойная система.
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0601440

Новости о миссии Корота

2 апреля телескоп должен начать разворот от галактического антицентра к центру Галактики чтобы начать его наблюдения в мае в течение 5 месяцев.

До мая будет еще короткий обзор (SRc01) в направлении Центра. Ну что ж, можно уже ожидать первые результаты от начального двухмесячного обзора? Подозреваю, что появятся они еще не скоро...

Я бы рекомендовал бы пользоватся не Куликовским (все же печатное издание), а электронным списком http://www.chara.gsu.edu/RECONS/TOP100.htm

Адрес изменился:
http://joy.chara.gsu.edu/RECONS/TOP100.posted.htm

[Olweg]

Я выписывала все ближайшие звезды из Куликовского. Там они имеют другие идентификаторы. Скажите, эта звезда - то же самое, что у Куликовского -46'11540 (вместо ' нужно поставить знак "градус") (созвездие Жертвенник). Судя по склонению и расстоянию, это она.

Точно!
http://www.solstation.com/stars/gl674.htm

[Borislаv]

До мая будет еще короткий обзор (SRc01) в направлении Центра. Ну что ж, можно уже ожидать первые результаты от начального двухмесячного обзора? Подозреваю, что появятся они еще не скоро...

А в чем его смысл не знаешь? Это другая площадка в том же направление? Одну наблюдать месяц, другую 5

[Olweg]

Честно говоря, тоже не понял. Видимо, поле другое. Увеличивают таким образом базу для "горячих" планет? Сокращение основного цикла с 6 до 5 месяцев, в общем, не очень существенно.

[hele]

Планета - это тело которое легче 13 масс Юпитера, что не позволяет течь в нем термоядерным реакциям.

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

[Borislаv]

Greg Laughlin в своем блоге рассматривает возможность транзита у GJ 674
http://oklo.org/?p=199
В случае центрального транзита его длительность будет 80 минут с фотометрической глубиной в ~0.5%, что по силам современным телескопам.
Геометрическая вероятность 5 процентов.
организация Transitsearch.org с телескопами в Австралии, ЮАР и Южной Америке планирует провести наблюдения в ближайшее время.
Автор справедливо замечает, что с каждым новым открытием горячего Нептуна вероятность транзита растет и растет. Остался лишь вопрос, успеют ли наземные телескопы опередить Корот.

Можно посчитать вероятность. Сейчас открыто на спектрографах 12 нептунов, исключая 2 маловероятных для затмения внешних планеты у HD 69830.
Осталось 10 - 4 у М-карлика, 6 у солнецеподобных звезд.
Периоды у М карликов - 2,5,5,3. Средний = 4 суток.
Периоды у солнцеподобных карликов - 9, 10, 3, 15, 17, 4. Средний = 10 суток.
(Кстати символично, что "пик" у более тяжелых звезд дальше чем у красных карликов, не смотря на то что у G карликов их обнаружить сложнее) Хотя это может быть следствием того, что у G карликов нептуны искали чаще, даже по общему числу видно - 6 против 4, хотя 2 у G были первоночально открыты в хорошо известных многопланетных системах
У G звезд большая полуось в среднем - 0.1. а.е., у M - 0.04 а.е.
Средний радиус у М - (150/0.3)=0.002 а.е. Средний радиус у G=(1/150)=0.007 а.е.
Значит геометрическая вероятность для G = 14%, для M = 5%
Общая вероятность транзита = 14%*6 + 5%*4 = 84 + 20 = 104 процента!
Если я ни где не напутал, это говорит, что вполне вероятно что горячие нептуны больше скалистые по природе, чем газовые. Поэтому из-за небольшого радиуса их не могут зарегистрировать современные фотометры.

Почти 2 года назад Olweg и я уже пытались посчитать вероятность.

Спасибо за ссылку, интересная статья. Мне тоже кажется, что горячие Нептуны, по крайней мере 55 Рака e и Cliese 876 d, должны быть "сверхземлями". Даже если там и было большое количество льда, он дожен испаряться и разлагаться УФ родительской звезды на водород и гидроксил. Водород, естественно, ушел в пространство, тем более что магнитное поле приливно захваченной планеты этому препятствовать не может.
У Gliese 876 транзитов не наблюдалось, хотя специально искали. По последним данным, наклон системы к лучу зрения - 50^о.
У меня получается доля транзитных горячих юпитеров без OGLE ~10% (HD 209458, HD 149026, TrES-1) или 6%, если Tres-1 не учитывать - он все-таки был обнаружен транзитным методом. На самом деле вероятность транзита посчитать несложно - чисто геометрически. Для средней полуоси орбит известных горячих Нептунов - 0.06 а.е. - и среднего радиуса звезды - где-то в районе 600 тыс.км, учитывая что там два красных карлика - получается вероятность 4%. Суммарно 20%. Нужно еще штук 10 или лучше 20

[Borislаv]

Планета - это тело которое легче 13 масс Юпитера, что не позволяет течь в нем термоядерным реакциям.

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

http://www.allplanets.ru/o_sayte.htm
планетой считается объект, чья масса больше массы Плутона, но меньше 13 масс Юпитера. При массе в 13 масс Юпитера температура и давление в недрах небесного тела становятся достаточно велики для того, чтобы начались термоядерные реакции "горения" дейтерия, тяжелого изотопа водорода. Объекты с массой больше 13 масс Юпитера, но меньше примерно 75 масс Юпитера, занимают промежуточное положение между планетами и звездами и называются "коричневыми карликами". Объект с массой 75 масс Юпитера оказывается достаточно массивным, чтобы в его недрах началась термоядерная реакция горения водорода аналогичная той, что происходит в недрах Солнца. Такой объект уже является звездой.

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.

[Olweg]

Можно посчитать вероятность. Сейчас открыто на спектрографах 12 нептунов, исключая 2 маловероятных для затмения внешних планеты у HD 69830.

Почти 2 года назад Olweg и я уже пытались посчитать вероятность.

Помню, что искал тогда формулу для расчета вероятности хотя бы одного события. Она равна разности между единицей и произведением вероятностей противоположных событий (т.е. нетранзитов в данном случае).

Если воспользоваться значениями вероятностей с http://www.ucolick.org/~laugh/ (кроме HD 219828b - у нее можно посчитать геометрически), то вероятность хотя бы одного транзита составляет 50%. Фифти-фифти!

[Borislаv]

Подозреваю, что на самом деле еще меньше. Если у М карлика снижение светимости составляет 0.5%, то у звезды в 3 больше по диаметру, разница будет на порядок больше, т.е. около 0.05%. Это 0.5 миллимагнитуды. Теоретически конечно это яркие звезды 6-7 звездных величин, но думаю небольшие апертуры вроде Tres бесполезны. Единственное, что есть MOST - у него фотометрия аж до 10(-6).

[Borislаv]

Взял с той же страницы где вероятности глубину затмений.

Gl581 b    0.88%
GJ436 b    0.52%
GJ674 b    0.46%
GJ876 e    0.35%
HD4308 b   0.097%
HD190360 b 0.090%
55cancri e 0.074%
HD69830 b  0.072%
HD160691 d 0.056%
HD219828 b 0.050%


Решил посчитать при какой вероятности открыли Озирис в ноябре 1999 года. Получается, до открытия Озириса вероятность составляла 61%. Значит осталось немного.
И сроки похожи - тогда ровно 4 года - от 51 Пегаса до Озириса, сейчас прошло больше 2.5.