Возможная планета в системе 40 Эридана и другие доклады конференции EPRV-2017

za_neptunie — 20.08.2017

   14-17 августа 2017 года в Пенсильвании прошла третья конференция по экстремально точным измерениям лучевых скоростей (Extremely Precise Radial Velocities (EPRV) - III). В сборнике докладов конференции в основном говорится о развитии высокоточных спектрографов, но в тоже время встречается доклад о возможном открытии планеты у одной из ближайших звезд (5 парсек).

   Тройная система 40 Эридана или омикрон2 Эридана состоит из оранжевого, белого и красного карликов:





    Содержание металлов у главной звезды значительно ниже этого показателя у нашего Солнца ([Fe/H]=0.20). Измеренный Гиппархом параллакс ярчайшей звезды системы равен 200.62 ± 0.23 mas, поэтому точно не известно, входит ли система в состав 5 парсековой выборки или нет (система не была включена в первый релиз данных телескопа Gaia).

    Как следует из сборника докладов недавней конференции, у данной звезды в течении последних 15 лет проводились высокоточные измерения лучевых скоростей с помощью четырех спектрографов: HIRES, HARPS, PFS и CHIRON. Так на спектрографе HARPS за период с 2004 по 2016 годы было получено 645 спектров (общее время экспозиций – 20 часов 21 минута). Для спектрографа HIRES число спектров составило 86 за период 2000-2010 годы.

     Анализ этих измерений Матизом Диасом (Matías Díaz) из университета Чили показал наличие периодического сигнала с периодом около 42.37 суток. Если этот сигнал вызван планетой, то её минимальная масса составляет 8.1 масс Земли, а большая полуось орбиты равна 0.21 а.е.. В тоже время не исключается, что периодические колебания связаны со звездной активностью, так как период вращения звезды находится достаточно близко к наблюдаемому периоду (период вращения звезды оценивается в 38 суток). Ожидается, что дальнейшие наблюдения проверят возможность существования планеты в системе. Напомню, что сейчас число планетных систем ближе 5 парсек равно 14.

     В целом же главной темой недавней конференции стало развитие спектрографов высокого спектрального разрешения с целью высокоточных измерений лучевых скоростей.

    Продолжается разработка инфракрасного спектрографа для Большого Бинокулярного телескопа (LBT). Данный спектрограф  предназначен для поисков небольших планет у красных карликов через измерения лучевых скоростей с точностью лучше одного метра в секунду:





   Также разрабатывается и оптический спектрограф для будущего гигантского телескопа имени Магеллана (GMT): G-CLEF (GMT Consortium Large Earth Finder).



   Оптический спектрограф HARPS-N 3.5-метрового телескопа TNG на Канарских островах ждет дополнение инфракрасным спектрографом GIANO. Проект объединения двух спектрографов получил название GIARPS.







   Аналогичная тенденция наблюдается и на южном спектрографе HARPS. Он также будет дополнен инфракрасным спектрографом в 2019 году:







   В следующем десятилетии также будет создан третий спектрограф HARPS:









   Продолжается планирование программы подтверждения планетных кандидатов телескопа TESS. Оценки показывают, что телескоп APF за 3 года при использовании 40% своего времени сможет подтвердить около 30 планетных кандидатов с радиусом меньше 4 радиусов Земли. Кроме того планируется оптимизировать спектрограф HRS 11-метрового телескопа в ЮАР SALT для подтверждения планетных кандидатов миссии TESS.





    В Индии в декабре 2019 года собираются установить новый 2.5-метровый телескоп. Данный инструмент станет самым крупным телескопом обсерватории горы Абу. Обсерватория находится на высоте 1700 метров над уровнем моря и располагает 200-230 ясными ночами в год со средним сингом в 1.3”.  В настоящее время в этой обсерватории работает 1.2-метровый телескоп со спектрографом PARAS (точность измерения лучевых скоростей ярких звезд 1-2 метра в секунду). Новый телескоп оборудуют новым оптическим спектрографом PARAS-2 (R=100 000). Ожидается, что точность измерений лучевых скоростей ярких звезд новым спектрографом составит около 50 см в секунду. Данный спектрограф стал первым инструментом нового телескопа и планируется, что он будет использовать до 30% времени нового телескопа для экзопланетных исследований.





   Кроме того в докладах конференции прозвучала информация о нескольких текущих исследованиях. К примеру, в одном из докладов говорится о статусе Dharma Planet Survey. В 2016 году данный обзор перешел от тестовых наблюдений 20 звезд (по другим данным 12 или 25 звезд) к четырехлетнему мониторингу 150 FGKM-звезд ярче 9.5 звездной величины (до 2020 года). В этих наблюдениях используется оптический спектрограф TOU (R=100000) и 50-дюймовый метровый телескоп в обсерватории горы Леммон. В настоящее время проект обнаружил как минимум одну вероятную планету:







   Считается, что точность этого спектрографа даже превосходит спектрограф HARPS:







   В дополнение планируется, что спектрограф TAU подтвердит около 30 небольших планетных кандидатов телескопа TESS в 2019-2020годах у GKM-звезд. Отмечается, что в 2017 году спектрограф достиг точности измерений лучевых скоростей звезд лучше, чем в 0.4 метра в секунду.



   Кроме того уже год работает оптический спектрограф MINERVA, который использует свет четырех 0.7-метрвых телескопов в обсерватории имени Уиппла (гора Хопкинс в Аризоне). В ходе наблюдения ярких звезд спектрограф достиг долговременной точности измерений около 1 метра в секунду на интервале наблюдений в месяц, с возможность улучшения до 0.8 метров в секунду:







   В дополнение продолжается разработка инфракрасной версии спектрографа:





   Для подтверждения транзитных кандидатов TESS также планируется использовать новый спектрограф MAROON-X, который будет установлен на северный телескоп Джемини (Гавайские острова) в 2019 году. Этот спектрограф будет работать в оптическом и инфракрасном диапазоне с целью измерения лучевых скоростей средних и поздних красных карликов до 16 звездной величины с точностью до 1 метра в секунду.

   Первый спектрограф, который способен проводить одновременные высокоточные измерения лучевых скоростей звезд и в оптическом, и в инфракрасном диапазоне начал свою работу в январе 2016 года. Данный инструмент называется CARMENS, и он работает на 3.5-метровом телескопе в испанской обсерватории Калар Алто. На конференции были представлены слайды о работе данного проекта по поиску планет у 300 красных карликов:









   Как видно из последнего слайда, точность измерений в инфракрасном диапазоне составляет в лучшем случае несколько метров в секунду.

     Японский инфракрасный спектрограф IRD готовится к поиску планет у 100 поздних красных карликов в 2018-2023 годах. В этом августе на спектрографе был получен первый свет:





   В конце 2017 года начнут первые наблюдения ещё два спектрографа очень высокого спектрального разрешения. Оба из них являются оптическими с возможностью измерять лучевые скорости звезд с точностью в несколько см в секунду. Это европейский ESPRESSO и американский EXPRES (Extreme Precision Spectrograph). Первый из них будет установлен на 8.2-метровый телескоп VLT, а второй на 4.3-метровый телескоп канала Дискавери.











   Кроме того в начале 2017 года начал (iSHELL) работать новый спектрограф iSHELL, который заменил на 3-метровом инфракрасном телескопе IRTF 25-летний спектрограф CSHELL. За счет более высокого спектрального разрешения (R=70000 против R=46000) данный спектрограф сможет получать измерения лучевых скоростей ярких красных карликов с точностью до 3 метров в секунду, что позволит открывать небольшие планеты у таких звезд:



    Старый спектрограф успел провести подобные поиски примерно для 50 близких и молодых красных карликов.

     Ещё в конце 2017 года ожидается начало работы инфракрасного спектрографа HPF (Habitable Zone Planet Finder), который начнет свою работу на 10-метровом телескопе HET техасской обсерватории МакДональда. Основной целью данного спектрографа станет поиск небольших планет у красных карликов (ожидаемая точность измерений около 1 метра в секунду).





    Похожий спектрограф для оптического диапазона (NEID) будет установлен на 3.5-метровй телескоп WIYN в обсерватории Китт Пик к 2019 году. Данный спектрограф будет измерять лучевые скорости звезд с точностью до 50 см в секунду.





   В прошлом году для нужд чилийских астрономов начал работу оптический спектрограф FIDEOS (R=45000), который был установлен на метровый телескоп Южной Европейской обсерватории. Данный спектрограф продемонстрировал точность измерений около 8 метров в секунду (что позволяет обнаруживать горячие юпитеры у желтых карликов). Следующим шагом чилийских астрономов стало участие в создании инфракрасного спектрографа TARdYS (R=60000) для 6.5-метрового телескопа японской обсерватории TAО. Новый спектрограф уже изготавливается и займется поиском потенциально обитаемых планет у красных карликов.

    3.9-метровый Англо-Австралийский телескоп (ААТ) принимает участие в поисках экзопланет методом лучевых скоростей с 1998 года. В связи с этим планируется дополнить этот крупный телескоп более высокоточным спектрографом.  Новый инструмент под названием Veloce Rosso будет работать в оптическом диапазоне с начала 2018 года. Он также примет активное участие в подтверждении планетных кандидатов телескопа TESS.







   Новый спектрограф значительно повысит возможности австралийских астрономов для поиска экзопланет:





   Также разрабатывается модернизация спектрографа PFS на телескопе Магеллан:



   Основная цель модернизации улучшить возможности инструмента для подтверждения планетных кандидатов телескопа TESS:



   Один из старейших оптических спектрографов высокого разрешения – HIRES работает на 10-метровом телескопе Keck с 1994 года. Ожидается, что к 2020 году на телескоп будет установлен более высокоточный спектрограф. Проект первоначально назывался SHREK, сейчас он сменил название на KPF (Keck Planet Finder).







  Пятиметровый телескоп в Паломарской обсерватории остаётся до сих пор одним из немногих крупных телескопов без высокоточного спектрографа. В связи с этим для этого телескопа разрабатывается спектрограф PARVI (Palomar Radial Velocity Instrument).





   Активную роль в разработке и создании многих спектрографов играет NASA:



   Кроме наземных спектрографов в NASA прорабатывается вариант космического спектрографа: EarthFinder probe. Преимуществами данного спектрографа (выведенного на гелиоцентрическую орбиту) является отсутствие влияния земной атмосферы (теллурических линий) и возможность поиска планет с периодами обращения в одни сутки. Космический телескоп с  1-1.5-метровым зеркалом будет обладать возможностью измерять лучевые скорости звезд с сантиметровой точностью:



   Даная концепция была утверждена для изучения в 2017 году среди нескольких других концепций с целью подготовки доклада к 2020 году.

    Нетрудно заметить, что количество новых высокоточных спектрографов в этом десятилетии возросло в несколько раз. На прошедшей конференции их число в мире оценили примерно в 23 штуки:



   Таблица этих спектрографов (с плохим разрешением, так как из твиттера):



   В целом новые спектрографы характерны большей температурной стабильностью (на уровне долей миллиКельвина в течении месяца) и вакуумом более лучшего качества.





   Кроме того один из докладов (Darren Williams из Penn State Behrend) рассматривает возможность обнаружения RM (Rossiter-McLaughlin)–эффекта от экзолун. По расчетам этот эффект может быть обнаружен  для массивных экзолун (более массивных, чем Марс) через измерения лучевых скоростей звезд с точностью лучше одного метра в секунду.

    Другой доклад (Jhon Yana Galarza из университета Сан Паулу) сообщает о поиске солнечных двойников в звездных каталогах. Миссия спутника Гиппарха позволила выделить около сотни таких звезд. Первый релиз данных телескопа Gaia добавил ещё 468 кандидатов в такие звезды. Эти звезды были выбраны по цвету (согласно каталогам 2MASS и Тихо) и абсолютной светимости (из параллаксов Gaia).

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив