|
Составление карт сложной планетарной архитектуры
|
|
|
|
С новыми технологиями приходят и новые открытия. По крайней мере, так мог бы сказать дядя Человека-паука Бен, если бы он был астрономом. Или ученый в более широком смысле — но в астрономии это утверждение более справедливо, чем во многих других дисциплинах, поскольку многие открытия полностью зависят от технологии — телескопа, устройства формирования изображений или алгоритма обработки, — используемой для сбора данных о них.
|
|
|
|
Новая технология, космический телескоп Нэнси Грейс Роман, настолько захватила ученых, что они даже начинают предсказывать, какие открытия он может сделать. Одним из таких открытий, описанных в препринтной статье на arXiv Вито Саггезе (Vito Saggese) из Итальянского национального института астрофизики и его соавторами из команды Roman Galactic Exoplanet Survey Project Infrastructure, является открытие множества других многопланетных систем экзопланет, астрономическое явление, которое Roman имеет все возможности для обнаружения — микролинзирование.
|
|
|
|
Мы уже сообщали о микролинзировании здесь, в Калифорнийском технологическом институте, а также выделили некоторые из самых удивительно красивых изображений, которые оно может создавать. Но в качестве пояснения к тому, как это работает, если звезда на заднем плане проходит непосредственно за звездой на переднем плане, то, согласно общей теории относительности, мощная гравитация ближайшей звезды искривляет свет, значительно увеличивая звезду, а в данном случае и планеты, которые находятся дальше.
|
|
|
|
|
|
|
Роман разработан специально для того, чтобы улавливать эти гравитационные линзы и использовать их для анализа деталей, которые в противном случае были бы невидимы из-за удаленности систем-источников. Особый интерес в этой статье представляет способность телескопа обнаруживать несколько планет на основе одного события микролинзирования. Это уже делалось с использованием других телескопов, но лишь несколько раз — или, технически, 11 раз, что по определению больше, чем несколько. Поскольку подобные события происходят очень редко, сотрудникам Roman, работающим над обнаружением экзопланет, было любопытно, насколько мощным будет телескоп.
|
|
|
|
Обнаружить несколько планет в системе, используя этот метод, по меньшей мере, сложно. Чтобы проверить, насколько это сложно, авторы провели эксперимент, создав 1,3 миллиона наборов синтетических кривых блеска, которые были разработаны для моделирования систем с "тройной линзой", состоящих из одной звезды и двух планет.
|
|
|
|
Инфраструктура обнаружения не была идеальной, но она правильно определила 66,3% всех систем с тремя линзами как таковые. Но есть некоторые факторы, которые существенно влияют на ее способность обнаруживать как планеты, так и звезды.
|
|
|
|
Во-первых, это расположение планеты по сравнению с ее звездой. В статье эти расстояния разделены на три категории — близкие, большие и "резонансные". Резонансный вариант, который определяется как когда сами планеты расположены вблизи Кольца Эйнштейна, является наилучшим вариантом.
|
|
|
|
В этом случае уровень обнаружения достигает 93%. Наихудший сценарий — это когда обе планеты расположены "широко", то есть, по сути, далеко от своей звезды. В этом случае порог обнаружения падает всего до 55%, что по—прежнему хорошо, но все же ниже среднего для системы в целом. Близкие планеты, которые вращаются вокруг своей звезды, находятся где-то посередине с точки зрения эффективности обнаружения.
|
|
|
|
Вторым фактором является масса планеты. Если обе планеты массивные (размером с Юпитер или больше), вероятность обнаружения возрастает до 90%, в то время как если они обе находятся на меньшей стороне, они часто теряются в "шуме", который искусственно создают кривые блеска, намеренно добавленные к ним, чтобы имитировать реальные условия. Смешанные системы с одной массивной и одной маленькой планетой дали неоднозначные результаты. Если массивная планета намного больше своей спутницы, ее гравитационное притяжение может затмить сигнал от меньшей планеты.
|
|
|
|
Эти два фактора динамично взаимодействуют, но при наличии 1,3 миллионов наборов данных существует множество примеров систем каждого типа. Но, в конечном счете, что означает это моделирование для ожидаемых результатов Roman? Авторы подсчитали, что за время работы миссии ожидается, что она зафиксирует 64 события с тройной линзой, что составляет около 4,5% от всех событий экзопланетного микролинзирования, которые, как ожидается, обнаружит Роман.
|
|
|
|
Если сравнить это с количеством обнаруженных нами систем, то общее количество наблюдаемых систем увеличится в шесть раз. Несомненно, некоторые из них позволят по-новому взглянуть на формирование планет или орбитальную механику. Но, по крайней мере, это станет хорошей демонстрацией того, на что способны новые технологии.
|
|
|
|
Источник
|
