Астронет: Н.Т. Ашимбаева/ГАИШ Удачное начало работы телескопа Кеплер. http://variable-stars.ru/db/msg/1235791

Удачное начало работы телескопа Кеплер.
12.08.2009 17:37 | Н.Т. Ашимбаева/ГАИШ, Москва

Космический телескоп НАСА Кеплер провел первые наблюдения и обнаружил атмосферу у планеты - газового гиганта, демонстрируя, таким образом, великолепный потенциал новой обсерватории.

Результаты были получены по относительно коротким 10-дневным тестовым данным, до официального начала научной программы. Телескоп Кеплер был запущен 6 марта 2009 г. с целью поиска планет земного типа. Полученные данные наблюдений свидетельствует о чрезвычайно высокой точности измерений, сделанных телескопом, даже до того, как была проведена его калибровка и закончен окончательный анализ данных. И обнаружение атмосферы у экзопланеты за первые дни исследований придает особый вкус ожиданиям дальнейших результатов.

Эти новые данные свидетельствуют о том, что миссия действительно способна находить землеподобные планеты, если они существуют. Телескоп Кеплер будет искать такие планеты ближайшие 3-3.5 года, включая те, орбиты которых лежат в так называемой обитаемой зоне, там, где может быть вода. Это будет делаться с помощью транзитного метода - путем наблюдения периодических уменьшений яркости звезды, которые будут возникать, когда планета будет проходить по диску своей звезды. Конечно, для этого необходимо, чтобы плоскость орбиты планеты была расположена таким образом, чтобы наземный наблюдатель мог видеть это прохождение. Планета типа Юпитера пересекая диск звезды типа Солнца будет вызывать уменьшение яркости последней примерно на 1% (т.к. радиус такой планеты составляет 10% радиуса Солнца). Земля существенно меньше, поэтому ожидаемое падение яркости звезды должно составлять всего 0.01%. Такие малые колебания при наблюдениях с поверхности Земли просто замываются влиянием атмосферы. Вот почему ожидания от миссии Кеплера так высоки.

Рисунок 1. Распределение масс и размер орбит для известных планет. Изображение: NASA.

Когда команда исследователей увидела кривые блеска от десятка тысяч звезд, то ученые пришли в восторг: еще никогда до этого не получали такие детальные данные от такого многообразия звезд. Насколько качество полученных данных превосходит наземные наблюдения очень наглядно демонстрирует рисункок 2.

Рисунок 2. Сравнение кривых блеска звезды HAT-P-7, полученных наземными (верхняя кривая) телескопами и телескопом Кеплер (нижняя кривая). Изображение: NASA.

Наблюдения была собраны от экзопланеты HAT-P-7b, открытой транзитным методом у звезды, расположенной на расстоянии около 1000 световых лет от Земли. Планета делает оборот вокруг своей звезды всего за 2,2 суток, и находится в 26 раз ближе к ней, чем Земля к Солнцу. Ее орбита, в сочетании с массой, несколько большей, чем у Юпитера, классифицирует эту планету как "горячий Юпитер". Она настолько близка к звезде, что происходит ее нагрев от звезды как от печки.

Рисунок 2. Кривая блеска звезды HAT-P-7, полученная телескопом Кеплером за 10 дней наблюдений. Нижняя кривая показана с лучшим разрешением. Более глубокий минимум соответствует прохождению планеты HAT-P-7b по диску звезды, вторичный - затмению планеты родительской звездой. Изображение: NASA.

Данные телескопа Кеплер подтвердили уже имеющиеся сведения о транзите планеты HAT-P-7b. Однако эти новые измерения являются настолько точными, что они также показывают плавный рост и падение света между транзитом, происходящие из-за изменения фазы планеты, аналогичные тем, которые наблюдаются у Луны. Это комбинирование света излучаемого самой планетой и света близкой звезды, отраженного от нее. Плавный рост и падение света, кроме того, прерывается небольшим уменьшением света - затмением - ровно на полпути между каждым транзитом, которое происходит при прохождении планеты за звездой. Можно ожидать, что величина вторичного минимума, обнаруженная Кеплером от этого горячего Юпитера, вполне сопоставима с падением яркости звезды при прохождении по ее диску малой планеты, типа Земля. Правда, для точного утверждения, что пронаблюдали именно такую малую планету, необходимо получить несколько прохождений, а это уже не несколько суток, как у HAT-P-7, и даже не месяцев, а несколько лет, что для миссии Кеплера достаточно критично.

Новые высокоточные данные могут быть использованы для изучения этого горячего Юпитера с беспрецедентной точностью. Глубина затмения, форма и амплитуда кривой блеска указывают на то, что у планеты есть атмосфера с дневной температурой около 4310 градусов по Фаренгейту. Время затмения сравнимо со временем прохождения планеты по диску звезды, а это свидетельствует о том, что планета имеет круговую орбиту. Это новое открытие также доказывает, что у телескопа Кеплер вполне достаточно чувствительности для поиска землеподобных планет. Наблюдаемые вариации яркости всего лишь в полтора раза больше, чем ожидаемые величины для транзита, вызванного прохождением по диску звезды планеты земного типа. И хотя это уже самая высокая точность, достигнутая при наблюдениях этой звезды, последующая программная обработка данных Кеплера позволит ее еще больше повысить.

Результаты наблюдений опубликованы в журнале Science.