В дороге

1. В дороге Вы, парни, куда-то едете или просто едете? Джек Керуак

2. Экзопланеты – планеты у других звезд или внесолнечные планеты Солнечная система: 8 больших планет + карликовые планеты

3. Экзопланеты – планеты у других звезд или внесолнечные планеты Галактика: ~ 250 млрд. звезд похожих на Солнце

4. Экзопланеты – планеты у других звезд или внесолнечные планеты ~ 100 млрд. планет ~ 5-20 млрд. землеподобных планет ~ 34% звезд солнечного типа имеют планеты в зоне обитаемости

5. Статистика открытий экзопланет 864 экзопланет в 679 планетных системах около 3000 кандидатов Статистика открытий экзопланет

6. Как открыть свою экзопланету? Существует несколько методов поиска экзопланет. Но большинство из них требует дорого оборудования недоступного нам. Кроме того требуется много времени, а время тоже стоит дорого. Были поставлены задачи: Оценить наши возможности, Спланировать эксперимент так, что даже отрицательный результат будет интересным, Разработать методику эксперимента, Автоматизировать эксперимент для получения объективного результата не отягощенного влиянием человеческого фактора, Найти способы верификации полученных результатов.

7. Как открыть свою экзопланету? Имеющееся в нашем распоряжении оборудование позволяет проводить исследования экзопланет двумя способами: Фотометрия – поиск слабых колебаний блеска родительской звезды при затмениях вызываемых экзопланетой. Спектроскопия высокого разрешения – поиск колебаний лучевой скорости родительской звезды.

8. Транзиты экзопланет Планеты - не самосветящиеся объекты и ослабляют свет от родительской звезды во время транзита (прохождения). Это аналогично затмению Солнца Луной. Величина падения блеска определяется отношением диаметров. Радиус Юпитера – 70 000км Радиус Солнца – 700 000км Отношение площадей 1/100. При транзите звезда ослабнет на 1/100 или 0.01 зв. величины. Это очень маленькая величина, но ее можно измерить.

9. Транзиты экзопланет С помощью телескопа и цифровой камеры получаем изображения звезд и анализируем изменения их блеска.

10. Транзиты экзопланет

11. Транзиты экзопланет

12. Колебания лучевой скорости родительской звезды

13. Колебания лучевой скорости родительской звезды Третий закон Кеплера HARPS (ESO) ~ 1m/s ESPRESSO (ESO) ~ 0.1m/s

14. Колебания лучевой скорости родительской звезды С помощью телескопа и спектрографа получаем спектры звезд и измеряем лучевые скорости.

15. Колебания лучевой скорости родительской звезды

16. Мы можем! Мы можем зафиксировать падение блеска во время транзита! Мы можем измерять лучевые скорости с достаточной точностью! Получение спектров занимает намного больше времени, нежели получение изображений. На одном кадре мы можем измерить колебания блеска одновременно для десятков тысяч звезд. Выбираем фотометрию! Даже если не найдем экзопланет, то откроем множество переменных звезд. Может среди них будут интересные? В любом случае мы не потеряем время зря.

17. Методика эксперимента Необходимо получить достаточно большое количество данных чтобы обнаружить транзиты экзопланет. Телескоп МАСТЕР-Урал позволяет наблюдать в автоматическом режиме и получать изображения звездного неба каждую ясную ночь. Всего было получено около 5000 кадров. Выбираем площадку с большой плотностью звезд (Млечный путь). На нашем кадре около 20 000 звезд. Необходимо сделать 100 миллионов измерений и обработать их с нужной точностью! Руками это невозможно!

18. Методика эксперимента На основе готовых решений (Astrometry.net+IRAF) мы пишем скрипт для фотометрии наших изображений. Вся обработка идет в автоматическом режиме и для всего объема данных занимает около 3 суток на неплохом компьютере.

19. Методика эксперимента Далее мы пишем собственную программу позволяющую обработать таблицу из 100 млн строк, уменьшить шумы

20. Методика эксперимента и выделить звезды с колебаниями блеска.

21. Методика эксперимента На последнем этапе все же приходится просматривать большое количество кандидатов и самостоятельно принимать решение об их судьбе. Мы готовы начать работу! Первые кадры – май 2012 года. Последние кадры – декабрь. Уже в конце декабря нами открыто около 400 новых переменных звезд.

23. Амплитуда изменения блеска 0.0055 зв. величины Вспышка карликовой Новой

24. Первые результаты Мы находим два кандидата в экзопланеты. Переменные имеют характерные амплитуды и кривые блеска.

25. Проверка На этом этапе возникает проблема верификации результата. Надо проверить самих себя. К сожалению эти кандидаты недоступны для нашего спектрографа высокого разрешения. Зовем на помощь наших коллег из САО (6-метровый телескоп на Кавказе). Выясняется, что наши кандидаты двойные. Это усложняет задачу. Удается определить спектральные классы всех четырех звезд. Яркая звезда из первой пары и обе звезды второй пары могут быть экзопланетными системами.

26. Проверка Многократные наблюдения любителя астрономии из Техаса (Paul Benni) на небольшом телескопе позволили обнаружить второе затмение в системе MASTER-1. Теперь это точно не экзопланета! Вторичных затмений у кандидата MASTER-2 найти не удалось!

27. Инструменты Kepler(US$600 million) CoRoT (€170 million)

28. ESO has an annual budget of 135M€ Инструменты HATNet Project SuperWASP TrES XO Project

30. Зачем это нужно? Недавно вышла статья*, в которой предложена простая идея. Через насколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва Вселенная была достаточно теплой и комфортной для появления жизни. Везде, в каждом уголке Вселенной температуры была около 0..+30С. Жидкая вода на любом куске камня. С тех пор прошло около 13 млрд. лет. Почему мы не видим следов сверхцивилизаций живущих миллионы лет? . Смертность цивилизаций или же остановка в их развитии и их замкнутость повод задуматься о нашем будущем. * http://arxiv.org/pdf/1312.0613.pdf

31. Зачем это нужно? “Каждый доллар, который мы вложили в создание карты человеческого генома, вернул по 140 долларов в нашу экономику — каждый доллар!” (Обама) Оказалось, прогрессу как воздух нужны мегапроекты, подобные Большому адронномуколлайдеру, — без них не возникает фундаментальных прорывов, а развитие технологий уходит в совершенствование гаджетов и новых упаковок для старых идей.