Астрономы МГУ разработали метод поиска экзопланет с помощью архива сети телескопов МАСТЕР

Сотрудники ГАИШ МГУ 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. Об этом сообщили в пресс-службе вуза.

Экзопланеты — это загадочные небесные тела, которые привлекают внимание ученых со всего мира. Для их обнаружения было разработано множество методов, и эта задача стала основой для множества международных проектов, включая космические миссии.

Одним из первых был проект COROT, который занимался поиском транзитных планет в конкретных областях неба. Благодаря этому проекту были открыты тысячи экзопланет. В настоящее время активно работает спутник TESS, который осуществляет обзор всей небесной сферы в поисках новых миров.

Транзит экзопланеты — это явление, когда планета проходит между своей звездой и Землей, что временно уменьшает ее блеск при наблюдении с нашей планеты. Этот эффект позволяет обнаруживать экзопланеты, основываясь на периодических колебаниях яркости звезды — так называемый транзитный метод.

Кроме того, экзопланеты могут быть выявлены с помощью таких методов, как гравитационное микролинзирование и допплеровская спектроскопия, которая анализирует изменения в спектре излучения звезды при ее смещении относительно центра масс системы звезда-планета.

Ученые МГУ предложили использовать фотометрический транзитный метод для поиска экзопланет. Этот метод отличается простотой и доступностью: для его реализации достаточно телескопа с диаметром объектива 40 сантиметров, что значительно дешевле и проще, чем использование сложных спектроскопических инструментов и крупных телескопов. Например, проект KELT, использующий объектив профессиональной камеры и ПЗС-матрицу, смог непрерывно наблюдать тысячи квадратных градусов небесной сферы и открывать новые экзопланеты.

В основе этого метода лежит глобальная сеть роботов-телескопов МАСТЕР, созданная в 2002 году под руководством профессора физического факультета, заведующего лабораторией космического мониторинга ГАИШ МГУ Владимира Липунова. Каждый телескоп в этой сети состоит из двух труб диаметром 40 сантиметров, обладающих высокой скоростью наведения и широким полем зрения — до восьми квадратных градусов.

Основное преимущество системы — полная автоматизация, что позволяет ей работать автономно, без управляющего человека. Обсерватории сети самостоятельно планируют список объектов для наблюдения, проводят наблюдения и первичную обработку данных. Все полученные за 20 лет кадры сохраняются в архиве наблюдений, расположенном на суперкомпьютере «Ломоносов». Этот архив доступен для ученых, которые могут использовать его для научных исследований в любое время.

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

Долгосрочные наблюдения, охватывающие 20 лет, позволяют значительно более точно определить параметры орбит, чем при использовании только современных данных. Например, без учета архивных наблюдений МАСТЕР экзопланета наблюдалась только пять лет (с 2019 по 2024 год), тогда как с их учетом время наблюдения увеличивается на три года. Анализ архивных данных важен не только для уточнения параметров орбит, но и для экономии 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 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 звезд 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.