Астрономы МГУ разработали метод поиска экзопланет с помощью архива сети телескопов МАСТЕР
Сотрудники ГАИШ МГУ представили методику поиска экзопланет с использованием данных, полученных сетью роботизированных телескопов МАСТЕР с 2002 года. Применение метода позволит подтверждать кандидаты в экзопланеты и находить новые, а также обнаруживать объекты переменной яркости. Результаты работы опубликованы в журнале Astronomy Reports.
Экзопланеты — это планеты вне Солнечной системы, и они представляют большой интерес для ученых по всему миру. Для обнаружения таких планет разработано большое число методов, над этим работает множество международных проектов, в том числе и космических. Первый в своем роде такой проект, COROT, был запущен для поиска транзитных планет на определенных участках неба. Следующий значимый проект, KEPLER, открыл тысячи экзопланет, наблюдая одну и ту же область неба в течение продолжительного времени. В настоящее время активно работает спутник TESS, который осуществляет обзор всей небесной сферы в поисках экзопланет.
Транзит экзопланеты происходит, когда планета проходит между своей звездой и Землей, временно уменьшая ее блеск при наблюдении с Земли. Этот эффект позволяет выявлять экзопланеты, основываясь на периодических колебаниях наблюдаемой яркости звезды — это транзитный метод обнаружения. Кроме того, экзопланеты можно обнаруживать с помощью таких методов, как гравитационное микролинзирование и допплеровская спектроскопия (спектр излучения меняется при смещении звезды относительно центра масс системы звезда-планета).
В данной статье авторами используется фотометрический транзитный метод для поиска экзопланет. Этот метод выгоден своей простотой: для его реализации достаточно телескопа с диаметром объектива 40 см, что значительно дешевле и проще, чем использование более сложных спектроскопических инструментов и крупных телескопов. Например, проект KELT, который использовал объектив профессиональной камеры и ПЗС-матрицу, смог непрерывно наблюдать тысячи квадратных градусов небесной сферы и открывать новые экзопланеты.
В основе представленного метода лежит использование глобальной сети роботов-телескопов МАСТЕР, созданной под руководством профессора В.М. Липунова в 2002 году. Каждый телескоп этой сети состоит из двух труб с диаметром 40 см с высокой скоростью наведения, обеспечивая обширное поле зрения — до 8 квадратных градусов. Основное преимущество системы — полная роботизация, то есть автономная работа без управляющего человека. Обсерватории сети сами планируют список объектов для наблюдения, наблюдают их и проводят первичную обработку. Еще одна полезная вещь сети — все полученные за 20 лет кадры сохраняются в архив наблюдений, ничего не теряется. Кадры хранятся на суперкомпьютере Ломоносов, куда в любой момент могут получить доступ сотрудники и обработать интересующие кадры уже вручную, более внимательно.
Среди этих наблюдений есть такие, в которых одна и та же область неба наблюдалась в течение длительного времени. Для каждого из объектов, попавших в кадр, можно сделать фотометрию, и пронаблюдать изменение кривой блеска с течением времени. С помощью этого подхода астрономам удалось независимо подтвердить существование экзопланеты TOI-3570.01 и уточнить значение ее орбитального периода. Долгосрочные наблюдения, охватывающие 20 лет, позволяют значительно более точно определять параметры орбит, чем при использовании только современных данных. Например, без учета архивных наблюдений МАСТЕР экзопланета наблюдалась 5 лет (с 2019 по 2024 год), тогда как с их учетом время наблюдения увеличивается на 3 года. Важность анализа архивных данных заключается и в том, что не требуется затрат ограниченных наблюдательных ресурсов.
«На данный момент в проекте МАСТЕР выделено два основных направления работы по обработке архива: независимая проверка известных кандидатов в экзопланеты и поиск новых экзопланет. Если в архиве обнаруживается кандидат в экзопланету, запускается программа для дальнейшего наблюдения за этим участком неба, что требует значительно меньше наблюдательных ресурсов, чем случайный поиск. Кроме того, во время фотометрирования звезд в кадре исследователи могут обнаруживать новые переменные звезды и собирать данные для уже известных объектов. Эти сведения полезны для дальнейших исследований», — рассказал студент кафедры экспериментальной астрономии Александр Тарасенков.