Сотрудники Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга МГУ совместно с коллегами из России и других стран представили методику поиска экзопланет с использованием данных, полученных сетью роботизированных телескопов МАСТЕР с 2002 года. Применение метода позволит подтверждать кандидаты в экзопланеты и находить новые, а также обнаруживать объекты переменной яркости. Результаты работы опубликованы в журнале Astronomy Reports.

Экзопланеты — это планеты вне Солнечной системы. Они представляют большой интерес для учёных по всему миру. Для обнаружения таких планет разработано большое число методов, этой задаче посвящено множество международных проектов, в том числе и космических. Первый в своём роде проект COROT был запущен для поиска транзитных планет на определённых участках неба. Проект KEPLER открыл тысячи экзопланет, наблюдая одну и ту же область неба в течение продолжительного времени. В настоящее время активно работает спутник TESS, который осуществляет обзор всей небесной сферы в поисках экзопланет.

Транзитный метод поиска экзопланеты основан на том, что когда планета проходит между Землей и своей звездой, блеск последней при наблюдении с Земли временно уменьшается. Этот эффект позволяет выявлять экзопланеты, основываясь на периодических колебаниях наблюдаемой яркости звезды. Кроме того, экзопланеты можно обнаруживать с помощью таких методов, как гравитационное микролинзирование и допплеровская спектроскопия (спектр излучения меняется при смещении звезды относительно центра масс системы «звезда-планета»).

Исследователи решили использовать фотометрический транзитный метод для поиска экзопланет, который выгоден своей простотой: для его реализации достаточно телескопа с диаметром объектива 40 см, что значительно дешевле и проще, чем использование более сложных спектроскопических инструментов и крупных телескопов. Например, проект KELT, который использовал объектив профессиональной камеры и ПЗС-матрицу, смог непрерывно наблюдать тысячи квадратных градусов небесной сферы и открывать новые экзопланеты.

В основе представленного метода лежит использование глобальной сети телескопов МАСТЕР (Мобильная Астрономическая Система ТЕлескопов-Роботов), созданной под руководством профессора физического факультета, заведующего лабораторией космического мониторинга ГАИШ МГУ Владимира Липунова в 2002 году. Каждый телескоп этой сети состоит из двух труб с диаметром 40 см с высокой скоростью наведения, обеспечивая 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, наблюдают их и проводят первичную обработку. Ещё одна полезная функция сети — все полученные за 20 лет кадры сохраняются в архив наблюдений, расположенный на суперкомпьютере «Ломоносов», и доступны для учёных.

Среди сохранённых наблюдений 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 пронаблюдать изменение кривой блеска с течением времени. С помощью этого подхода астрономам удалось независимо подтвердить существование экзопланеты TOI-3570.01 и уточнить значение её орбитального периода.

Долгосрочные наблюдения, охватывающие 20 лет, позволяют значительно более точно определять параметры орбит, чем при использовании только современных данных.

«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 звёзд в кадре исследователи могут обнаруживать новые переменные звезды и собирать данные для уже известных объектов. Эти сведения полезны для дальнейших исследований», — рассказал студент кафедры экспериментальной астрономии физического факультета МГУ Александр Тарасенков.

Источник: МГУ.