Astronet Астронет: А. С. Андрюшин/ГАИШ Сравнение баз данных по экзопланетам
http://variable-stars.ru/db/msg/1445588
Сравнение баз данных по экзопланетам
29.10.2017 3:59 | А. С. Андрюшин/ГАИШ, Москва

Изучение экзопланет началось около 25 лет назад, когда различные методы наблюдений позволили обнаруживать маломассивные спутники у звездных объектов. На сегодняшний день, т. е. на третий квартал 2017 года, известно немногим менее четырёх тысяч подтвержденных планет, открытых различными группами наблюдателей и различными методами, в том числе:
  • более двух с половиной тысяч планет – транзитным методом, который основан на падении видимого блеска звезды при прохождении планеты по её диску;
  • чуть менее тысячи планет – методом Доплера, или методом лучевых скоростей (radial velocities), который заключается в спектрометрическом измерении вариаций лучевой скорости звезды;
  • чуть менее ста экзопланет – прямым наблюдением, при котором решается трудная задача выделения в излучении, идущем от родительской звезды, сигнала от планеты;
  • около 60 экзопланет – методом гравитационного микролинзирования, при котором планета у более близкой к Земле звезды (линзы) может быть зафиксирована благодаря эффекту линзирования света от более далекой (т.е. фоновой) звезды-источника;
  • чуть более двадцати планет методом тайминга периодических процессов (пульсаций, движения в двойной системе и т.д.).

    Помимо этого – на сегодняшний день насчитывается ещё несколько тысяч кандидатов в экзопланеты, нуждающихся в подтверждении.

    Астрофизика экзопланет является одной из наиболее бурно развивающихся областей астрономии. Неудивительно, что обилие и разрозненность наблюдательных данных, необходимость проверок и т.п. приводят к тому, что не существует единой базы по экзопланетам, где были бы собраны все сведения об этих объектах.

    В настоящий момент существует ряд онлайн-ресурсов, на которых можно найти каталоги экзопланет (http://spacetimes.ru/exoplanets, http://www.exoplanetkyoto.org/catalog/?lang=en, http://exoplaneet.info/, http://www.allplanets.ru/extrasolar_all.php, http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog/data/database, http://www.univie.ac.at/adg/schwarz/multiple.html и др.). Кроме этого, существует большое количество доступных он-лайн данных наблюдений экзопланет или кандидатов. Так например, в феврале 2017 года ученые, работающие на тот момент уже порядка 20 лет в рамках проекта поиска экзопланет методом лучевых скоростей с помощью спектрометра HIRES на телескопе обсерватории им. Кека, выложили в открытый доступ базу с 65 тысячами измерений значений лучевых скоростей порядка 1700 звёзд, предоставив возможность принять активное участие в поиске экзопланет всем желающим. Также доступны многие данные спутника Кеплер, и организован специальный проект Planet Hunters, в рамках которого желающие могут участвовать в анализе данных и поиске экзопланет.

    В поисках всеохватывающих, удобных для работы и внушающих доверие наличием ссылок на источники каталогов выбор был сделан в пользу рассматриваемых ниже четырёх баз по экзопланетам. Все четыре базы отличает также то, что они предоставляют возможность для оффлайн-изучения: посетитель сайта каждой из этих баз может скачать каталог экзопланет в виде отдельного файла того или иного формата.

    Exoplanets.org

    На сайте exoplanets.org по адресу http://exoplanets.org/csv-files/exoplanets.csv доступна для скачивания база, содержащая данные о 5454 объектах, из которых 2950 – подтвержденные экзопланеты. Архив интернета позволяет проследить историю сайта exoplanets.org с августа 2000 года. Тогда в числе ведущих исследователей проекта были Пол Батлер, Стивен Скот Вогт, Дебра Фишер и Джеффри Марси, из следующих поддерживающих проект организаций – Калифорнийский университет в Беркли, Калифорнийский университет в Санта-Крузе, Обсерватория Кека. Онлайн-таблица экзопланет на сайте включала 49 объектов и 5 столбцов данных для каждого из них, в том числе, значение величины большой полуоси орбиты, эксцентриситета, верхнюю оценку массы планеты (M*sin i), орбитальный период и значение амплитуды лучевых скоростей. Для большинства объектов также на отдельной странице, посвящённой планете, можно было посмотреть и звёздные характеристики родительской звезды, включая расстояние от этой звезды до Солнца, её массу, металличность, спектральный класс, класс светимости, видимая звёздная величина. В 2006 году на сайте уже представлена возможность для сохранения табличных данных о планетах в виде текстового файла на компьютер, появляется Каталог ближайших экзопланет, в число ведущих создателей которого помимо названных исследователей входит молодой ученый Джейсон Томас Райт. О критериях включения планет в каталог сказано, что включаются объекты с минимальной массой (M*sin i) вплоть до 24 масс Юпитера.

    Описание каталога доступно в двух версиях – от 2006 года (http://adsabs.harvard.edu/abs/2006ApJ...646..505B) и от 2014 года (http://adsabs.harvard.edu/abs/2014PASP..126..827H). По состоянию на третий квартал 2017 года в доступной к скачиванию базе – 312 столбцов данных для каждого объекта, в том числе, для большинства параметров имеются: столбец с численным значением данного параметра, три столбца с погрешностями данного значения (верхняя оценка, нижняя оценка, средняя погрешность), а также – два столбца со ссылками на источники. Ниже - пример для такого параметра, как отношение радиуса планеты к радиусу звезды.

    При возникновении затруднений с расшифровкой сокращений в заголовках столбцов данных в скачанной версии базы можно обращаться к онлайн-версии: когда вы хотите добавить какой-либо параметр к таблице данных, то вы видите те же самые сокращения, но рядом имеется пояснение, какой именно параметр обозначен этим сокращением:

    Онлайн-версия базы, именуемая The Exoplanet Data Explorer и репрезентуемая как интерактивная таблица и построитель кривых (plotter) для исследования и отображения данных самой базы (The Exoplanet Orbit Database), столь же полна сегодня, как и доступный к скачиванию файл базы в csv-формате. Каждая строка таблицы – отдельная планета. При просмотре пользователь может добавлять и убирать из таблицы столбцы данных того или иного параметра, свойства или характеристики по своему усмотрению. Поскольку параметров много, то они разделены на несколько групп. Первая группа общая информация о планете, в том числе, идентификаторы родительской звезды в каталогах Генри Дрейпера, Hipparcos, звёздном каталоге Смитсоновской Астрофизической Обсерватории и ряде других, здесь же – экваториальные координаты звезды, различные методы, которыми удалось детектировать планету. Вторая группа – звездные параметры, в том числе, показатель цвета B–V, звездная величина в разных полосах (V, J, H, Ks), параллакс, расстояние до звезды, V*sin i. Третья группа - орбитальные параметры, в том числе, наклонение орбиты, долгота восходящего узла, здесь же масса планеты. Четвертая группа - параметры транзита, пятая – глубина вторичного минимума в разных полосах, шестая – аппроксимации и ссылки, в том числе, дата первой публикации, посвященной планете, седьмая - такие характеристики звезды-хозяйки, как масса, эффективная температура, плотность, радиус, металличность. Последняя группа ссылки на страницу данных об объекте в базе данных астрономических объектов SIMBAD, в базе данных NASA на сайте Caltech, в базе exoplanet.eu.

    Погрешности значений параметров и характеристик в онлайн-версии также доступны и могут быть выведены в столбце рядом со значением самого параметра при нажатии кнопки "±", имеющейся в шапке столбца. Каждая ячейка таблицы, в которой имеется значение данного параметра для данной планеты, является одновременно активной ссылкой на источник: при нажатии на любую табличную запись и исправном интернет-подключении вы перенаправляетесь на соответствующую страницу на сайте базы данных астрофизической информационной системы NASA ADS, и далее можете более детально изучать источники по данному объекту или данному параметру.

    Extrasolar Planets Encyclopaedia

    Энциклопедия внесолнечных планет на сайте http://exoplanet.eu/catalog проект, основанный Жаном Шнайдером в Мёдонской обсерватории во Франции в феврале 1995 года. Несмотря на то, что проект старше проекта на exoplanets.org, архив интернета знает его историю только с 2006 года. На тот момент в таблице на exoplanet.eu – 190 объектов, кроме столбца с названием объекта есть следующие: масса планеты, период обращения, большая полуось орбиты, эксцентриситет, наклонение, дата открытия, последнее обновление; также при желании можно отобразить в таблице данные о массе родительской звезды, расстоянии до неё, её звездной величине, металличности и координатах. О каждой планете также можно прочитать на отдельной странице сайта (в некоторых случаях там содержится дополнительная информация, которой нет в таблице, например возраст, спектральный класс и класс светимости звезды, радиус планеты). В 2006 году была доступна не найденная в нынешней версии сайта опция построения гистограмм типа Число планет в зависимости от массы, Число планет в зависимости от величины большой полуоси орбиты, Число планет в зависимости от эксцентриситета и т.п. Уже тогда были доступны опции построения диаграмм (зависимости типа Величина полуоси орбиты в зависимости от массы планеты, Орбитальный период в зависимости от радиуса планеты, Эксцентриситет планеты в зависимости от массы родительской звезды и т. п.). Работа с данными таблицы в режиме оффлайн в 2006 году также уже была доступна: данные можно было сохранить на компьютер в различных форматах (txt, pdf, csv, vot; на сегодняшний момент опция сохранения каталога в pdf-формате на сайте не обнаружена, остальные форматы доступны).

    На тот момент физический критерий включения объекта в каталог был такой: включаются планеты с массами до 13 масс Юпитера с допуском 2 сигма, а также дополнительные спутники до 20 масс Юпитера с допуском 2 сигма; позднее создатели проекта заявляли, что если объект находится в пределах одного стандартного отклонения от 20 масс Юпитера, то он будет включен в каталог.

    Описание каталога доступно на сайте базы данных астрофизической информационнной системы NASA ADS.

    На июнь—июль 2017 года в каталоге более 3600 объектов. На настоящий момент в онлайн-версии — 50 столбцов данных со значениями разных параметров, включая метод детектирования планеты, дату обнаружения, последнее обновление информации об объекте и др, в доступном для скачивания файле базы - 95 столбцов данных (тот же набор, что и онлайн, но погрешности приведены отдельными столбцами). В отличие от The Exoplanet Orbit Database нет разбиения параметров по отдельным группам, также ячейки значений в данной онлайн-базе не являются интерактивными, за исключением столбца с названием самого объекта. Нажав на название планеты в этом столбце, вы перейдёте на страницу, где помимо параметров планеты и родительской звезды можно посмотреть также, какие существуют работы, посвященные данному объекту. Среди приводимых параметров есть следующие: масса планеты (в массах Юпитера), масса планеты, помноженная на синус угла наклона орбиты (в массах Юпитера), радиус планеты (в радиусах Юпитера), орбитальный период (количество дней), большая полуось орбиты (в астрономических единицах), угол наклона орбиты, эксцентриситет, дата открытия, дата последнего обновления, аргумент периастра, эпоха периастра, эпоха соединения, эпоха транзита, угол λ между направлением орбитального момента движения планеты и моментом вращения звезды, половина амплитуды лучевой скорости (в метрах в секунду), рассчитанная или измеренная температуры поверхности планеты (в Кельвинах), геометричесское альбедо, логарифм ускорения свободного падения, способ измерения массы, способ измерения радиуса планеты, молекулы, детектированные в атмосфере планеты. Также приводятся следующие данные о родительской звезде: экваториальные координаты, пара столбцов с разными идентификаторами, звездные величины (V, I, J, H, K полосы), расстояние до звезды (в парсеках), масса (в массах Солнца), радиус (в радиусах Солнца), металличность, спектральный класс и класс светимости, возраст (в миллиардах лет), эффективная температура (в Кельвинах).

    Онлайн-версия базы так же, как и рассмотренная база на exoplanets.org, предоставляет широкие возможности построения различных зависимостей для экзопланет базы в виде диаграмм и графиков. Навигация по сайту облегчается наличием меню на разных языках, в том числе на русском (помимо русского – на арабском, японском, испанском; всего – на 11 языках).

    Отличительной особенностью является наличие ежедневно обновляемого раздела Литература на сайте базы. Причём оперативность обновления такова, что, зайдя на сайт, скажем, 6 сентября 2017 года, я могу увидеть, какие в сегодня (!) вышли публикации об экзопланетах, не говоря уже о вчерашних. На сайте есть страница, на которой перечислены существующие и планирующиеся в будущем проекты, целиком или отчасти посвященные поиску экзопланет (с активными ссылками на сайты проектов). Очевидно, что большее число объектов в базе по сравнению с их числом на сайте exoplanets.org также связано с оперативностью работы команды сайта, которая ещё и ведёт твиттер.

    NASA Exoplanet Archive на сайте Калифорнийского Технологического института

    Архив экзопланет NASA, доступный на сайте Института NASA по изучению экзопланет на базе Калифорнийского Технологического института по адресу http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/index.html, – проект онлайн-каталога экзопланет, запущенный в 2011 году. Исполнительный директор проекта и самого института NASA – Чарльз Байчман (Charles A. Beichman).

    В каталоге – около 650 подтвержденных планет на момент его появления, около 3500 подтвержденных планет на момент выполнения сравнения, т.е. на третий квартал 2017 года. Описание каталога на сайте базы данных астрофизической информационнной системы NASA доступно по ссылке http://adsabs.harvard.edu/abs/2013PASP..125..989A. Критерии включения планеты в каталог следующие: