Вселенная сегодня


Новости космоса и астрономии



Всемирное координированное время (UTC): Понедельник, 23.10.2017, 23:04

Вселенная Сегодня » 2013 » Март » 18 » Команда Kepler обнаружила планеты-самозванцы, которые являются двойной звездой в Disguise

18.03.2013
Команда Kepler обнаружила планеты-самозванцы, которые являются двойной звездой в Disguise
Автор: Dan Majaess



Новая статья Bryson и др. 2013 описывает алгоритмы, разработанные, чтобы помочь определить псевдо-планеты, обнаруженные Kepler. Такие объекты могли появиться из-за шанса суперпозиции яркой звезды на переднем плане и более тусклой двойной звездной системы. Художественный скетч выше представляет набор планет на орбите вокруг более яркой звезды, с потенциально несвязанной бинарной системой, видимой на заднем плане. Предоставлено: Regulus36/devianart.

Наблюдения спутником Kepler усовершенствовали наше знание о звездах и их орбитальных планетах, выдавая более 100 подтвержденных планет и около 3000 кандидатов. Тем не менее, орбитальные планеты могут не быть источником части этих обнаружений.

"Есть много объектов в небе, которые могут производить сигналы, похожие на транзит, которые не являются планетами, и следовательно мы должны убедиться в том, что это на самом деле планета, обнаруженная Kepler", сообщил Stephen Bryson сайту Universe Today. Ученые из НАСА Ames Research Center - Bryson и Jon Jenkins (также в Институте SETI) - являются ведущими авторами новой статьи, которая нацелена на определение псевдо-планет, обнаруженных Kepler.

Маленькие затмения, присутствующие в измерениях яркости Kepler для звезды (кривая света), могут быть показательными для планет на орбите, блокирующих свет от звезды (смотрите изображение ниже). Тем не менее, при определенных обстоятельствах двойные звезды могут подражать этой сигнатуре.

Рассматривайте цель Kepler, как случайную суперпозицию яркой звезды и более тусклой затмевающейся двойной звезды, в соответствии с чем объекты лежат на различных расстояниях вдоль поля зрения. Иллюстрация ниже показывает, что их объединенный свет может производить кривую света, которая похожа на транзитную планету. Яркая звезда на переднем плане разбавляет типично большие затмения, производимые бинарной системой.


Слева, кривая света для звезды, показывающей транзитную планету, в соответствии с чем планета блокирует небольшую часть света звезды. Предоставлено: nstitute for Astronomy, University of Hawaii at Manoa. Справа, объединенный свет от яркой звезды на переднем плане и более тусклой затмевающейся бинарной системы может имитировать транзитную планету. Предоставлено: D. Majaess – обрезанная звездная графика из Collier Cameron 2012, Nature).

"Большую часть времени эти затмевающиеся двойные звезды не точно выравнены с нашей целевой звездой", добавил Bryson, "и мы можем тщательно исследовать пиксели, чтобы открыть, что местоположение транзитного сигнала - это не целевая звезда". Команда разработала алгоритмы, чтобы идентифицировать псевдо-планеты, когда звезды индивидуально отделены. Маркировка поддельной планеты важна, так как есть множество кандидатов, и ограниченное время наблюдения при последующих усилиях.

Команда улучшает эти алгоритмы, поскольку улучшается знание поведение "в поле". "Эти алгоритмы были разработаны и использовались в течение прошлых четырех лет. Некоторые подробности техники в статье являются новыми и появятся в будущих версиях программного обеспечения для обработки Kepler", сообщил Bryson.

Тем не менее, если кратные звезды попадают в один и тот же пиксель, они не отделяются Kepler, и требуется отдельный подход, чтобы вывести их присутствие. Обратите внимание на пример ниже на фотографии, где несколько звезд были отделены Kepler на изображении с большим разрешением. Дело усугубляется, так как пространственное разрешение Kepler не оптимальное, и следовательно кратные звезды могут быть перепутаны с отдельным объектом. В сравнении, определенные наземные телескопы могут достигать пространственного разрешения в 20 раз больше Kepler, когда реализована адаптивная оптика.


Фотографии в высоком разрешении (правая панель) могут разоблачать звезды, которые были нераскрыты на фотографиях с низким разрешением (левая панель, Kepler). Нераскрытые звезды разбавляют затмения, вызванные транзитными планетами, и в определенных случаях могут сильно смещать выведенные параметры. Предоставлено: правая панель от Adams и др. 2012, arXiv/AJ, левая панель - фотография, предоставляющая размытый взгляд на цель,  от D. Majaess.

Adams и др. 2012 получили фотографии в высоком разрешении 90 целей Kepler, одна из которых показана выше. Команда отметила, что "близкие компаньоны... вызывают особую озабоченность ... из 90 рассмотренных целей Kepler 20% имеют, по крайней мере, одного компаньона в пределах половины пикселя". Фотографии в высоком разрешении были получены через MMT observatory (показана ниже) и 200 дюймовый телескоп Palomar Hale.

Очевидно, проблема разрешения становится более острой, когда наблюдаешь богатые звездные поля (высокие плотности), такие как плоскость нашей Галактики.

"Фоновые затмевающиеся двойные звезды насчитывают 35% всех транзитных сигналов, похожих на планеты, когда мы смотрим около Млечного Пути, потому что есть много звезд на фоне", сообщил Bryson. "Когда мы смотрим от млечного Пути, доля фоновых затмевающихся двойных звезд падает до 10% всех транзитных сигналов, похожих на планеты, потому что существует гораздо меньше фоновых звезд все типов".

Тем не менее, относительно грубого разрешения Kepler, Bryson подчеркнул, что "это ожидалось с таким большим полевых телескопом". Большое поле Kepler определенно выгодно, поскольку разрешает спутнику отслеживать 100,000+ звезд на более чем 100 квадратных градусах поля.


Адаптивная оптическая система в MMT observatory обеспечивает астрономов фотографиями с высоким разрешением для исследования окрестностей кандидатов в планеты Kepler для загрязняющих звезд. Предоставлено: Thomas Stalcup, SPIE.

Измерения радиальной скорости являются идеальными средствами оценки кандидатов в планеты (и помогают вывести массу). Данные являются подходящими, когда сдвиги скорости происходят в спектре звезды, обязанной гравитации планеты. Тем не менее, Adams и др. 2012 отмечают, что "многие из этих объектов не имеют... измерений радиальной скорости из-за количества требуемого времени наблюдения, особенно для маленьких планет вокруг относительно тусклых звезд. Еще один метод необходим для подтверждения этих типов планет... Фотографии в высоком разрешении следовательно очень важный компонент любой транзитной последующей программы".

Идентификация неопределенных звезд важна по еще и по другой причине. Отметьте, что фундаментальные параметры, определенные для транзитной планеты, зависят в части доли света звезды, который затенен (глубина затмения). Тем не менее, если кратные неопределенные звезды существуют, они будут способствовать яркости в целом, и следовательно затмение наблюдаемой планеты будет размыто и недооценено. Более того, "коррекции к планетарным параметрам, основанным на соседних загрязняющих звездах, могут варьироваться до нескольких десятков процентов, делая фотографии с высоким разрешением важным инструментом для понимания настоящих размеров других открытых миров".

Случай K00098 - важный пример, подчеркивающий важность идентификации неопределенных загрязняющих звезд. K00098 показывает две яркие звезды, которые были неопределенными и неизвестными до получения фотографий в высоком разрешении. Поэтому, ранее определенные параметры для транзитной планеты этой звезды были неверными. Относительно K00098, Adams и др. 2012 отметили, что "для K00098, разбавление глубины затмения... было существенным: радиус планеты увеличивался на 10%, масса на 60%... и плотность изменилась на 25% от опубликованных. Без фотографий в высоком разрешении у нас была бы очень нечеткая картина этой планеты".


Изображения в низком и высоком разрешении звезд в галактике M33. Яркий объект, обнаруженный на фотографии в высоком разрешении, на самом деле это несколько звезд, обозначенных на фотографии в высоком разрешении (справа). Подобный эффект происходит, когда сравнивают фотографии Kepler (низкое разрешение) и AO (высокое разрешение). Отдельная цель Kepler может составлять фактически кратные звезды, видимые вдоль поля зрения. Предоставлено: Mochejska и др. 2001, arXiv.

Кстати, неучтенный свет от неопределенных звезд не просто проблема для исследований экзопланет. Проблема имеет отношение к тому, когда исследуется масштаб космического расстояния и константу Хаббла (скорость расширения Вселенной). Обратите внимание на фото выше, которые характеризуются одним и тем же полем в M33. Фотография, показанная слева, из наземного комплекса, тогда как фотография с высоким разрешением, отображенная справа, от космического телескопа Hubble. Самая яркая звезда в центре фотографии - это переменная звезда Cepheid, которая является пульсирующей звездой, которую раньше использовали для установления расстояния до галактик. В свою очередь, эти расстояния позже использовались для определения постоянной Hubble. Фотография от космического телескопа Hubble показывает звезды, которые были неопределенными на фотографии с земли, и следовательно расстояние, выведенное из этого наблюдения, было скомпрометировано, так как Cepheid выглядит ярче, чем следовало бы.

"Смешивая добавочного света, вызванный неопределенными звездами, приводит к систематически низким расстояниям до галактик, наблюдаемых космическим телескопом Hubble, и поэтому к систематически высоким оценкам константы Hubble", отметил Mochejska и др. 2004.  Тем не менее, есть продолжающаяся дискуссия в отношении важности такого явления (Ferrarese и др. 2000, Mochejska и др. 2001).

В сумме, многочисленные группы разрабатывают методы для идентификации псевдо-планет в базе данных Kepler. Учитывая большой образец и крупные инвестиции времени, требуемые для подтверждения планеты-кандидата: такие усилия важны (Bryson и др. 2013). Данные от миссии Kepler помогли улучшить наше понимание звезд и их орбитальные планеты, и многое еще впереди. Если вы хотите помочь команде Kepler идентифицировать планеты вокруг других звезд: присоединяйтесь к гражданскому научному проекту Planet Hunters.


Название прочитанной вами статьи "Команда Kepler обнаружила планеты-самозванцы, которые являются двойной звездой в Disguise".

Похожие статьи:
Категория: Астрономические открытия | Просмотров: 1623 | Теги: Kepler, Звезды, двойная звезда, планеты | Рейтинг: 0.0/0
Читайте также:
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]