Экзопланеты из архива. Новый метод поиска небесных тел разработали исследователи МГУ

Исследователи из ГАИШ МГУ разработали методику для выявления экзопланет, используя данные от автоматизированной обсерватории телескопов МАСТЕР, функционирующей с 2002 года. Этот метод способствует подтверждению кандидатов на роль экзопланет и открытию новых, а также позволяет обнаруживать объекты со изменчивой яркостью. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy Reports.

Экзопланеты — это небесные тела за пределами Солнечной системы, привлекающие внимание исследователей по всему миру. Для их обнаружения созданы различные методологии, и многие международные проекты, включая космические программы, занимаются этим. Первый проект COROT был запущен для поиска планет через транзитное явление на определенных участках неба. Проект KEPLER обнаружил тысячи экзопланет, наблюдая за одним и тем же сектором космоса в течение длительного времени. В настоящее время активную работу ведет спутник TESS, сканирующий всю небесную сферу в поиске экзoпланет.

Транзит планеты происходит, когда она проходит между своей звездой и Землей, временно уменьшая световой поток от звезды при наблюдении с Земли. Этот эффект позволяет выявлять экзопланеты благодаря периодическим колебаниям яркости звезды — транзитный метод обнаружения. Также существуют другие способы, такие как гравитационное микролинзирование и доплеровская спектроскопия (изменение спектра излучения при движении звезды вокруг центра масс системы).

Ученые МГУ выбрали фотометрический транзитный метод для поиска экзопланет, который отличается своей доступностью: он может быть реализован с помощью телескопа диаметром всего 40 см, что значительно дешевле и проще, чем использование сложных спектроскопических инструментов и крупномасштабных телескопов. Например, проект KELT использовал камеру профессионального уровня и ПЗС-матрицу для непрерывного наблюдения за большими участками неба и открытия новых экзопланет.

Основой предложенной методики является использование глобальной сети робототелескопов МАСТЕР, созданной под руководством профессора физического факультета ГАИШ МГУ Владимира Липунова в 2002 году. Каждый телескоп этой системы состоит из двух труб диаметром 40 см с высокой скоростью отслеживания движений небесных тел, обеспечивая обзор до восьми квадратных градусов. Преимущество системы — полная автоматизация, то есть возможность работы без вмешательства человека. Обсерватории самостоятельно планируют наблюдения, проводят их и обрабатывают данные первично. Еще одно преимущество сети — все снимки за 20 лет хранятся в архиве на суперкомпьютере «Ломоносов», доступном для научных исследований.

Среди материалов архива есть такие, где одни и те же участки неба наблюдались годами. Это позволяет провести фотометрию объектов и отследить изменения их блеска со временем. Благодаря этому подходу ученые подтвердили существование экзопланеты TOI-3570.01 и определили ее орбитальный период.

Долгосрочные наблюдения, охватывающие два десятилетия, обеспечивают более точное определение параметров орбит по сравнению с использованием только современных данных. Например, без учета архивных данных МАСТЕР экзопланета наблюдалась в течение пяти лет (с 2019 по 2024 год), но с их учетом период наблюдения увеличивается до восьми лет. Важность анализа исторических данных также заключается в экономии ограниченных ресурсов для наблюдений.

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.

• Александр Тарасенков, студент кафедры экспериментальной астрономии физического факультета МГУ

Изображение на обложке: freepik