Сотрудники Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ представили методику поиска экзопланет с помощью архива фотометрических данных.

Поиску экзопланет посвящено множество международных проектов. Первый подобный проект COROT — космический телескоп, созданный Национальным центром космических исследований Франции при участии ESA для поиска транзитных планет на определённых участках неба. То есть планет, вызывающих транзит — временное уменьшение яркости звезды при прохождении планеты между Землёй и Солнцем (или Землёй и своей звездой для экзопланет) при наблюдении с Земли. Проект NASA «Кеплер» — орбитальный телескоп, предназначенный для поиска планет вне Солнечной системы, подобных Земле, — открыл тысячи экзопланет, наблюдая одну и ту же область неба в течение продолжительного времени. В настоящее время активно работает американский спутник TESS, который в поисках экзопланет осуществляет обзор всей небесной сферы.

Для обнаружения экзопланет разработано несколько методов, в их числе метод транзитной фотометрии, основанный на регистрации периодических колебаний наблюдаемой яркости звезды. Кроме того, экзопланеты выявляют с помощью таких методов, как доплеровская спектроскопия, гравитационное микролинзирование и др.

Сотрудники Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ (ГАИШ МГУ) представили методику поиска экзопланет с помощью архива фотометрических данных, полученных глобальной сетью роботизированных телескопов МАСТЕР. Сеть, созданная под руководством профессора физического факультета МГУ, заведующего лабораторией космического мониторинга ГАИШ Владимира Михайловича Липунова, работает с 2002 года. Каждый телескоп этой сети состоит из двух труб диаметром 40 см с высокой скоростью наведения и обеспечивает обширное поле зрения — до 8 квадратных градусов. Основное преимущество системы — полная роботизация, то есть автономная работа без управляющего человека. Обсерватории сети сами планируют список объектов для наблюдения, проводят первичную обработку данных. Все получаемые кадры сохраняются в архив, расположенный на суперкомпьютере «Ломоносов».

Среди архивных данных есть такие, в которых одна и та же область неба наблюдалась в течение длительного времени. Для каждого из объектов, попавших в кадр, можно сделать фотометрию и отследить изменение кривой блеска с течением времени. С помощью этого подхода астрономам удалось независимо подтвердить существование экзопланеты TESS TOI-3570.01 и уточнить значение её орбитального периода.

Долгосрочные наблюдения, охватывающие 20 лет, позволяют намного точнее определять параметры орбит, чем при использовании только современных данных. Например, без учёта архивных наблюдений МАСТЕР экзопланета наблюдалась пять лет (с 2019 по 2024 год), тогда как с их учётом время наблюдения увеличивается на три года. Важность анализа архивных данных заключается и в том, что не требуются затраты ограниченных наблюдательных ресурсов.

На данный момент в проекте МАСТЕР выделено два основных направления работы по обработке архива: независимая проверка известных кандидатов в экзопланеты и поиск новых планет вне Солнечной системы. Если в архиве обнаруживается кандидат в экзопланету, запускается программа для дальнейшего наблюдения за этим участком неба, что требует значительно меньше усилий, чем случайный поиск. Кроме того, во время фотометрирования звёзд в кадре исследователи могут обнаруживать новые переменные звёзды и собирать данные для уже известных объектов.

Результаты работы опубликованы в журнале «Astronomy Reports».

По информации пресс-службы МГУ им. М. В. Ломоносова.

№12, 2024