Поиск

25 цикл космического телескопа имени Хаббла (часть 2)


   Продолжим обзор наиболее интересных программ 25 цикла в области внесолнечной планетологии и Солнечной Системы.

Изучение близких экзопланет

Средние плотности известных экзопланет с небольшой массой (меньше 0.14 масс Юпитера или 45 масс Земли). Данные взяты из Энциклопедии внесолнечных планет.

    Одним из главных результатов космического телескопа Кеплер стало открытие экзопланет с очень небольшой средней плотностью. Такие планеты обладают массой в несколько масс Земли, но их размеры сравнимы с нашим Сатурном и Юпитером. Подобные планеты должны являться легкой целью для спектроскопии Хабблом по причине огромной атмосферы.

     В 23 цикле Хаббл произвел ИК-спектроскопию планет b и d системы Кеплер-51, в 24 цикле ИК-спектроскопию планеты WASP-127b. В 25 цикле настал черед планеты Кеплер-79d. Ожидается, что эта планета обладает наибольшей толщиной атмосферы из известных в многопланетных системах (с 4 и более планетами) из тех которые не наблюдал телескоп Хаббл. Отмечается, что в отличие от других молодых планет с очень низкой плотностью, система Кеплер-79 обладает зрелым возрастом (3.4 миллиарда лет) и поэтому размер планеты не изменится в будущем (не будет сильно сжиматься). Ожидается, что из-за низкой плотности атмосферы планеты, в ней будет отсутствовать облачность, которая является помехой для спектроскопии планет.

    В 25 цикле Хаббл продолжит спектроскопию небольших планет (открытых телескопом Кеплер) с более умеренной средней плотностью. В 20 цикле был получен ИК-спектр для нескольких планет системы Кеплер-11. В 23 цикле получен УФ-спектр для планет e и f системы Кеплер-444, изучен спектр звезды системы Кеплер-138. Потенциально обитаемые суперземли К2-3d и K2-18b стали целью ИК- и УФ- спектроскопии в 23 и 24 цикле. Кроме того в 24 цикле была проведена УФ-спектроскопия планеты HD 3167 с. В новом цикле целью УФ-спектроскопии станет суперземля HIP 116454b (первое открытие расширенной миссии телескопа Кеплер). Данные наблюдения попытаются обнаружить водородную корону у этой планеты (для сравнения подобные поиски для суперземель 55 Рака e и HD 97658b закончились неудачей). Другая программа 25 цикла получит детальный УФ-спектр звезды трехпланетной системы К2-3. Ещё одна программа исследует ИК-спектры сразу для 4 мининептунов в системах HIP 41378 (K2-93), K2-3, HD 3167 и HD 106315. Продолжительность этой программы составит 127 орбит космического телескопа.

    В последние годы наземные телескопы быстро догоняют космические телескопы в области обнаружения небольших транзитных планет. Поэтому телескоп Хаббл всё чаще проводит спектроскопию открытий наземных телескоп. Так в 25 цикле целью ИК-спектроскопии станет система планеты KELT-11b с очень низкой плотностью.

   Большое внимание в 25 цикле будет уделено новой “жемчужине” внесолнечной планетологии – семипланетной системе TRAPPIST-1. В 23 цикле Хаббл провел первые наблюдения данной системы – ИК-спектроскопию двойного транзита планеты b и с. В 24 цикле система стала целью уже трех программ. По первой из них был получен УФ-спектр звезды системы.  По второй программе осуществлялась попытка подтвердить существование водородной короны у планеты с в системе (через УФ-спектроскопию транзита планеты). По третьей программе (23 орбиты) осуществлялась ИК-спектроскопия планет системы.

   В 25 цикле система TRAPPIST-1 станет целью четырех программ Хаббла. По первой программе предлагается провести УФ- и ИК- спектроскопию для всех семи планет системы с целью подготовки к будущим наблюдениям на  JWST. Отмечается, что к этому времени ИК-спектроскопия исключила водородные атмосферы для пяти самых внутренних планет системы. Новая ИК-спектроскопия (16 орбит) позволит провести недостающие наблюдения для двух внешних планет. В тоже время УФ-спектроскопия (98 орбит) произведет поиск водородных корон у всех планет системы. По второй программе для звезды системы (вместе с LHS1140 и GJ1132) будет получен новый детальный УФ-спектр.

     Третья программа (157 орбит) проведет обзор Mega-MUSCLES Treasury Survey. Данный обзор является продолжением обзора MUSCLES Treasury Survey (19 и 22 цикл) по расширению выборки красных карликов с детальными УФ-спектрами. В число целей попали системы TRAPPIST-1 и Глизе 1132. Четвертая программа заключается в анализе архивных наблюдений программы MUSCLES Treasury Survey (4 К и 7 М-звезд), включая Проксима Центавра и TRAPPIST-1. Ещё одна программа получит дополнительный детальный УФ-спектр ещё одной цели программы MUSCLES Treasury Survey – системы Глизе 436. Недавно была выявлена корреляция между особенностями УФ-спектра звезды и наличием планет:

    Ещё одна программа (36 орбит) получит УФ-спектры 10 красных карликов, которые находятся ближе 7 парсек с целью изучения темпа потери водорода этими звездами через звездные ветры. До этого подобные наблюдения проводились только для одного М-карлика — EV Lac.

    Летом-осенью этого года ожидается кульминация транзита сферы Хилла планеты Бета Живописца b. В настоящее время утверждены пять программ Хаббла по наблюдению этого редкого события (последний раз до этого такое событие,  возможно, наблюдалось в 1981 году). В 24 цикле были одобрены программы по наблюдению начала транзита в ИК и УФ-лучах (здесь и здесь). В 25 цикле планируется пронаблюдать завершение транзита.

Пояс Койпера

    Две программы 25 цикла посвящены наблюдениям дополнительных целей “Новых Горизонтов”. В 2017 году ожидались три звездных покрытия с целью уточнить орбиту и размеры основной дополнительной цели зонда — 2014MU69. В связи с этим ещё в 24 цикле зонд провел наблюдения всех трех звезд с целью уменьшить неопределенность их положения примерно в 4 раза (в основном неопределенность связана с неточностью определения собственного движения звезд). Другая программа 24 цикла запланировала наблюдение одного из самих покрытий (17 июля). Наблюдения Хаббла должны с высокой точностью определить пределы на пыль в окрестностях 2014MU69.

    Наблюдения покрытия 3 июня обеспечивали 54 небольших телескопа, расставленных через каждые 10-25 км в зоне покрытия в Южной Америке и Южной Африке. В случае размера 2014MU69 равным 40 км покрытие должно было бы длиться около 2 секунд.  Анализ более 100 тысяч снимков не смог обнаружить ни одного случая покрытия. Отрицательные результат говорит о том, что либо диаметр 2014MU69 меньше 20 км, либо койпероид представляет собой двойную-тройную систему. 10 июня покрытие над Тихим океаном наблюдала самолетная обсерватория СОФИЯ, о результатах этих наблюдений будет известно через 2 недели.

Источник.

     В 25 цикле Хаббл потратит 12 орбит для дополнительной астрометрии 2014MU69. Другая программа проведет подробные исследования двух дополнительных целей — 2014 OS393 (PT2) и 2014PN70 (PT3). Зимой 2018-2019 года станция пройдет примерно в 0.1 а.е. от этих койпероидов. Данные пролеты будут ближайшими среди двух десятков ТНО, которые наблюдались или будут наблюдаться со станции. Во время пролетов станция сможет сделать снимки этих объектов с 10-кратным улучшением по сравнению с Хабблом. Ожидается, что НГ получит фазовые кривые этих объектов, определит их периоды обращения, а также проведет поиск колец и спутников. В 25 цикле Хаббл проведет в течение 5 своих орбит дополнительные астрометрические наблюдения этих койпероидов для уточнения их орбит.

Список ТНО с абсолютной звездной величиной (H) большей или равной 4.0

   Другие программы 25 цикла займутся изучением крупнейших ТНО. Одна программа уточнит орбиту, период вращения и массу спутника Эриды. Отмечается, что в настоящее время уже известно почти 80 спутников у ТНО. Другая программа проведет наблюдения системы Плутона в оппозиции по отношению к Солнцу. Новые наблюдения позволят уточнить орбиты пяти известных спутников.  Третья программа проведет подтверждающие наблюдения недавно открытых спутников у Макемаке и 2007 OR10. Точное определение орбиты спутников позволит определить массу этих крупных ТНО. Макемаке и 2007 OR10 являются единственными ТНО, из тех, чей размер значительно превышает тысячу км, и для которых пока нет точных оценок массы и средней плотности. Ещё одна программа проведет первый поиск спутников у недавно открытого крупного ТНО2013 FY23. Отмечается, что данный ТНО находится на 9-ом месте по абсолютному блеску среди всех известных ТНО. Поэтому вероятно 2013 FY23 входит в десятку крупнейших ТНО. К настоящему времени Хаббл провел поиски спутников у 15 крупнейших ТНО. Эти поиски были успешными для 11 систем. К этому времени найдены спутники у всех ТНО, которые больше 2013 FY23 (за исключением Седны). Другая программа займется определение орбиты спутника у 2007 UK126. Недавние наблюдения звездного покрытия позволили уточнить размер этого ТНО, поэтому появляется большой потенциал определения средней плотности этого ТНО.

    Отдельная большая программа (150 орбит) предлагает большой поиск тусклых ТНО (слабее R=25) в 5-градусной полосе от эклиптики с помощью камер ACS и WFC. В ходе обзора ожидается найти 50 ТНО, 24 из которых будут принадлежать к популяции холодных классических койпероидов. Теория предполагает, что небольшие ТНО будут более синего цвета, чем крупные по причине постоянных столкновений в поясе Койпера. Наблюдения в двух фильтрах (V и I) должны проверить это предположение.

Великая комета 21 века?

Великая комета 20 века Хейла-Боппа весной 1997 года

    Одна из программ посвящена наблюдениям необычной кометы C2017 K2. Эта комета с перицентром в 1.7 а.е. примечательна тем, что была открыта на удалении в 16 а.е. между орбитами Сатурна и Урана (при блеске около 20 звездных величин). Текущая температура кометы (70 Кельвинов) является слишком небольшой для известных механизмов кометной активности (сублимации водного льда или кристаллизации аморфного льда). Наблюдения Хаббла должны помочь оценить размер ядра кометы, а также понять морфологию выброшенного материала кометы. Данная комета в перицентре может стать аналогом кометы ХейлаБоппа (великая комета 20 века была впервые замечена на расстоянии в 13 а.е. при блеске в 18 звездных величин). Ожидается, что комета C2017 K2 пройдет перицентр своей орбиты весной 2023 года.

Исследования гейзеров на Европе

   В сентябре появились новые подтверждения существования гейзеров на Европе. Признаки гейзеров были обнаружены в 3 из 10 наблюдений транзита Европы по диску Юпитера. После сентябрьского пресс-релиза в 24 цикле появилось сразу три программы по продолжению исследований в этом направлении.

     В первой программе говорится о том, что неопубликованные наблюдения в 2016 году показали новое наблюдение гейзера примерно в том же районе (результаты этих наблюдений были опубликованы в 2017 году).  В связи с этим предлагаются новые наблюдения транзита Европы по диску Юпитера в мае 2017 года.  Вторая программа предлагает провести наблюдения двух проходов Европы позади Юпитера в период между январем и  мартом 2017 года с целью обнаружения следов водного пара гейзеров. Третья программа предлагает проведение скоординированных наблюдений с самолетной обсерваторией СОФИЯ. Данные наблюдения были проведены 26 мая 2017 года. На самолетную обсерваторию СОФИЯ возлагается задача поиска водного пара в окрестностях Европы, а также измерение температуры поверхности. Последнее особенно важно, так как недавно анализ радиометрических данных зонда Галилео показал тепловую аномалию в том же месте, где наблюдаются гейзеры. Кроме того в 25 цикле запланирована программа по дополнительной УФ-спектроскопии поверхности Европы.

Слева вероятное положение гейзеров. Справа тепловая аномалия в данных радиометра Галилео. Источник.

Слева вероятное положение гейзеров (зеленый эллипс при наблюдениях 17 марта 2014 года, красный эллипс при наблюдениях 22 февраля 2016 года). Справа тепловая аномалия в данных радиометра Галилео. Источник. za-neptunie.livejournal.com

Добавить комментарий