Цикл: Космос #18
Цикл: Космос #18 🪐 Эффект наблюдательной селекции: почему мы видим не то, что есть То, что астрофизики повсюду находят горячие юпитеры, объясняется прежде всего эффектом наблюдательной селекции. Очень массивные и близкие к родительской звезде, горячие юпитеры вызывают колебание её радиальной скорости выше порога чувствительности современных инструментов. Короткие орбитальные периоды от нескольких дней до нескольких месяцев тоже способствуют обнаружению. Например, в 2011 году открыли планету WASP-43 b. Год на ней длится всего 19 часов, масса составляет 1,8 массы Юпитера, а радиус на 10 процентов меньше юпитерианского. Это одна из самых короткопериодических экзопланет. Звезда WASP-43 оранжевый карлик с температурой поверхности 4400 К (у Солнца 5700 К). Температура верхних слоёв планеты около 1000 К. Сейчас, после обработки данных телескопа «Кеплер», оказалось: горячие юпитеры достаточно редки. Их находят всего у 1 процента солнцеподобных звёзд. 🔭 Транзитный метод: от теории к практике Транзитный метод самый эффективный способ обнаружения экзопланет на сегодня. Если вы знаете, что такое затмение, вы знаете, что такое транзит. Разница в размерах объектов: если угловые размеры сопоставимы затмение, если ближний объект намного больше дальнего покрытие, если дальний объект намного больше ближнего транзит. Первое успешное наблюдение транзита экзопланеты удалось провести в декабре 1999 года. Планета HD 209458 b (позже названная Осирисом) была уже обнаружена методом радиальных скоростей, но две независимые команды решили подтвердить её существование транзитным методом. Им удалось наблюдать падение яркости звезды примерно на 2 процента каждые 3,5 суток. 🌪️ Осирис: первая планета с известной плотностью Осирис стал первой экзопланетой, у которой вычислили радиус (1,35 радиуса Юпитера) и плотность (370 кг/м³). Для сравнения: плотность Земли 5500 кг/м³, Сатурна 700 кг/м³. Транзитный метод позволяет определить наклон орбиты планеты, что устраняет неточности в расчётах массы, сделанных методом радиальных скоростей. С учётом поправок масса Осириса 0,7 массы Юпитера. Близость к звезде нагревает атмосферу Осириса до 1100 К, разница температур между днём и ночью около 500 К. Атмосфера раздувается настолько, что гравитация не может её удержать. Вещество покидает планету со скоростью 100 000 тонн в секунду, формируя кометоподобный хвост. 🔥 KELT-9 b: металлические дожди на самой горячей планете KELT-9 b самый горячий из обнаруженных горячих юпитеров. Она вращается вокруг звезды с температурой 10 000 К на расстоянии 0,034 а.е. Атмосфера планеты нагрета до 4300 К, горячее некоторых звёзд. Ионы и атомы железа и титана формируют облака, из которых идут металлические дожди. Приливные силы заставляют планету быть повёрнутой к звезде одной стороной. Масса KELT-9 b почти 3 массы Юпитера, радиус близок к пределу Роша, после которого атмосфера не может существовать как единое целое. 🛰️ «Кеплер» и TESS: два поколения охотников Телескоп «Кеплер» отработал девять с половиной лет вместо трёх с половиной. После поломки двух гироскопов инженеры стабилизировали его относительно солнечного ветра. Инженерное чудо, названное «Второй свет». «Кеплер» обнаружил более 2500 подтверждённых экзопланет. В апреле 2018 года на замену «Кеплеру» запустили TESS. В отличие от «Кеплера», который смотрел в одном направлении (созвездие Лебедя), TESS сканирует почти весь небосвод, ища планеты у ближайших (до 300 световых лет) и ярких звёзд. Ожидается, что TESS обнаружит тысячи экзопланет, десятки или сотни из которых будут размером с Землю. ⚠️ Почему транзитный метод не панацея Чем дальше планета от звезды, тем меньше шанс её заметить. Для инопланетян, наблюдающих нашу систему из случайного места, шанс заметить транзит Земли 0,3 процента, Сатурна 0,031, Нептуна 0,0098. Легче всего обнаружить крупные планеты. Среди причин ложных обнаружений изменчивость блеска звёзд, пятна на их поверхности, затмения в двойных звёздных системах.