Астрономический транзит

Фобос проходит мимо Солнца , вид с Perseverance марсохода 2 апреля 2022 года.

В астрономии транзит ) — (или астрономический транзит это прохождение небесного тела непосредственно между большим телом и наблюдателем. Если смотреть с определенной точки зрения, транзитное тело движется по поверхности большего тела, закрывая небольшую его часть. ^[1]

Слово «транзит» относится к случаям, когда ближайший объект кажется меньше более удаленного. Случаи, когда ближний объект кажется больше и полностью скрывает более удаленный объект, известны как затемнения .

Однако вероятность увидеть транзитную планету невелика, поскольку она зависит от расположения трех объектов по почти идеально прямой линии. ^[2] Многие параметры планеты и ее родительской звезды можно определить по транзиту.

В Солнечной системе

Один тип транзита включает в себя движение планеты между земным наблюдателем и Солнцем . Такое может случиться только с низшими планетами , а именно Меркурием и Венерой (см. транзит Меркурия и транзит Венеры ). Однако, поскольку транзит зависит от точки наблюдения, Земля сама проходит мимо Солнца, если наблюдать с Марса. При прохождении Солнца мимо Луны , заснятом во время калибровки ультрафиолетового изображения космического корабля STEREO B, Луна кажется намного меньшей, чем при наблюдении с Земли , поскольку расстояние между космическим кораблем и Луной было в несколько раз больше, чем расстояние между Землей и Луной .

Этот термин также может использоваться для описания движения спутника вокруг его родительской планеты, например, одного из галилеевых спутников ( Ио , Европа , Ганимед , Каллисто ) через Юпитер , как видно с Земли .

Хотя и редко, но случаются случаи, когда четыре тела выстраиваются в ряд. Одно из этих событий произошло 27 июня 1586 года, когда Меркурий прошел транзитом по Солнцу, если смотреть с Венеры, одновременно с транзитом Меркурия от Сатурна и транзитом Венеры от Сатурна. ^{[ нужна ссылка ]}

Известные наблюдения

Никакие миссии не планировались, совпадающие с транзитом Земли , видимым с Марса 11 мая 1984 года, а миссии «Викинг» были прекращены годом ранее. Следовательно, следующая возможность наблюдать такое выравнивание будет в 2084 году.

21 декабря 2012 года зонд Кассини-Гюйгенс , находившийся на орбите Сатурна , наблюдал прохождение планеты Венеры через Солнце. ^[3]

3 июня 2014 года марсоход Curiosity наблюдал прохождение планеты Меркурий через Солнце, что стало первым случаем транзита планеты со стороны небесного тела, кроме Земли. наблюдения ^[4]

Взаимные планетарные транзиты

В редких случаях одна планета может пройти перед другой. Если ближайшая планета кажется меньше более отдаленной, это событие называется взаимным планетарным транзитом .

Транзит Венеры, вид с Земли, 2012 г.
Ио проходит через Юпитер, как видно Кассини космическим кораблем
Меркурий, проходящий транзитом через Солнце, вид с марсохода Curiosity на Марсе (3 июня 2014 г.).
Луна, проходящая перед Землей, видна Обсерваторией глубокого космического климата 4 августа 2015 года.

За пределами Солнечной системы

Транзитный метод может быть использован для открытия экзопланет . Когда планета затмевает/проходит через свою звезду-хозяина, она блокирует часть света звезды. Если планета проходит между звездой и наблюдателем, изменение света можно измерить и построить кривую блеска . Кривые блеска измеряются прибором с зарядовой связью . Кривая блеска звезды может раскрыть некоторые физические характеристики планеты и звезды, такие как плотность. Необходимо измерить несколько транзитных событий, чтобы определить характеристики, которые имеют тенденцию происходить через регулярные промежутки времени. Несколько планет, вращающихся вокруг одной и той же звезды-хозяина, могут вызывать изменения времени прохождения (TTV). TTV вызван гравитационными силами всех вращающихся тел, действующими друг на друга. Однако вероятность увидеть транзит с Земли невелика. Вероятность определяется следующим уравнением.

P_{\text{transit}}=(R_{\text{star}}+R_{\text{planet}})/a,

^[5]

где R _звезда и R _{планета} — радиус звезды и планеты соответственно, а a — большая полуось. Из-за низкой вероятности транзита в любой конкретной системе необходимо регулярно наблюдать большие участки неба, чтобы увидеть транзит. Горячие Юпитеры можно увидеть чаще из-за их большего радиуса и короткой большой полуоси. Чтобы найти планеты размером с Землю, красных карликов наблюдают звезды из-за их небольшого радиуса. Несмотря на то, что транзит имеет низкую вероятность, он зарекомендовал себя как хороший метод обнаружения экзопланет.

В последние годы открытие внесолнечных планет вызвало интерес к возможности обнаружения их транзитов через свои собственные основные звезды . HD 209458b была первой обнаруженной такой транзитной планетой.

Транзит небесных объектов — одно из немногих ключевых явлений, используемых сегодня для изучения экзопланетных систем. Сегодня транзитная фотометрия является ведущей формой открытия экзопланет . ^[5] Когда экзопланета движется перед своей родительской звездой, яркость родительской звезды уменьшается, что можно измерить. ^[6] Планеты большего размера делают падение светимости более заметным и его легче обнаружить. Последующие наблюдения с использованием других методов часто проводятся, чтобы убедиться, что это планета.

В настоящее время (декабрь 2018 г.) существует 2345 планет, подтвержденных кривыми блеска звезды Кеплера. ^[7]

Контакты

Во время транзита происходит четыре «контакта», когда окружность малого круга (малого тела-диска) касается окружности большого круга (большого тела-диска) в одной точке . Исторически измерение точного времени каждой точки контакта было одним из наиболее точных способов определения положения астрономических тел. Контакты происходят в следующем порядке:

Первый контакт : меньшее тело полностью находится вне большего тела, двигаясь внутрь («внешнее проникновение»).
Второй контакт : меньшее тело полностью находится внутри большего тела, двигаясь дальше внутрь («внутреннее проникновение»).
Третий контакт : меньшее тело полностью находится внутри большего тела и движется наружу («внутренний выход»).
Четвертый контакт : меньшее тело полностью находится вне большего тела и движется наружу («внешний выход»). ^[8]

Пятая названная точка — это точка наибольшего транзита, когда видимые центры двух тел находятся ближе всего друг к другу на середине транзита. ^[8]

Миссии

Поскольку транзитная фотометрия позволяет сканировать большие небесные области с помощью простой процедуры, она стала наиболее популярной и успешной формой поиска экзопланет за последнее десятилетие и включает в себя множество проектов, некоторые из которых уже сняты с производства, другие используются сегодня, а некоторые в стадии планирования и создания. К наиболее успешным проектам относятся HATNet, KELT, Kepler и WASP, а также некоторые новые миссии и миссии на стадии разработки, такие как TESS , HATPI и другие, которые можно найти в Списке проектов поиска экзопланет .

ХАТНет

Проект HATNet представляет собой набор северных телескопов в обсерватории Фреда Лоуренса Уиппла , обсерваториях Аризоны и Мауна-Кеа , HI, а также южных телескопов по всему миру, в Африке, Австралии и Южной Америке, в рамках филиала проекта HATSouth. ^[9] Это телескопы с небольшой апертурой, такие же, как KELT, и они смотрят в широкое поле зрения, что позволяет им сканировать большую область неба в поисках возможных транзитных планет. Кроме того, их множество и распространение по всему миру позволяет вести наблюдение за небом 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, чтобы можно было поймать больше короткопериодических транзитов. ^[10]

Третий подпроект, HATPI, в настоящее время находится в стадии разработки и будет охватывать большую часть ночного неба, видимого со своей точки в Чили. ^[11]

ДАТА

KELT — миссия наземного телескопа, предназначенная для поиска транзитных систем планет величиной 8<M<10. Он начал работу в октябре 2004 года в обсерватории Винера, а в 2009 году к нему добавился южный телескоп-компаньон. ^[12] KELT North наблюдает «полосу неба шириной 26 градусов, которая находится над Северной Америкой в течение года», а KELT South наблюдает отдельные целевые области размером 26 на 26 градусов. Оба телескопа могут обнаруживать и идентифицировать транзитные события с падением потока всего на 1%, что позволяет обнаруживать планетные системы, аналогичные тем, что есть в нашей планетной системе. ^[13]^[14]

Кеплер / К2

Спутник «Кеплер» обслуживал миссию «Кеплер» в период с 7 марта 2009 года по 11 мая 2013 года, где он наблюдал одну часть неба в поисках транзитных планет в пределах 115 квадратных градусов неба вокруг созвездий Лебедя , Лиры и Дракона . ^[15] После этого спутник продолжал работать до 15 ноября 2018 года, на этот раз меняя свое поле вдоль эклиптики на новую область примерно каждые 75 дней из-за отказа реактивного колеса. ^[16]

Тэсс

TESS был запущен 18 апреля 2018 года, и планируется обследовать большую часть неба, наблюдая за полосами, определенными вдоль линий прямого восхождения, в течение 27 дней каждая. Размер каждой исследуемой области составляет 27 на 90 градусов. Благодаря расположению секций область вблизи оси вращения TESS будет обследоваться сроком до 1 года, что позволит идентифицировать планетные системы с более длительными орбитальными периодами.

См. также

Ссылки

^ «Определение ТРАНЗИТА» . www.merriam-webster.com . Проверено 16 декабря 2018 г.
^ «Метод транзита | Обсерватория Лас-Кумбрес» . lco.global . Проверено 27 ноября 2018 г.
^ Космический корабль Кассини отслеживает транзит Венеры от Сатурна , Space Coast Daily. Проверено 8 февраля 2016 г.
^ Вебстер, Гай (10 июня 2014 г.). «Меркурий проходит перед Солнцем, как видно с Марса» . НАСА .
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Ашер, Джонсон, Джон (29 декабря 2015 г.). Как найти экзопланету? . Принстон, Нью-Джерси. ISBN 9780691156811 . OCLC 908083548 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ «Впереди!: Метод транзитной фотометрии» . Планетарное общество . февраль 2020.
^ «Архив экзопланет подсчитывает количество планет» . exoplanetarchive.ipac.caltech.edu . Проверено 17 декабря 2018 г.
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б «Транзит Венеры – Безопасность» . Университет Центрального Ланкашира. Архивировано из оригинала 25 сентября 2006 года . Проверено 21 сентября 2006 г.
^ «Обзор экзопланеты HATNet» . Hatnet.org . Принстонский университет. 2018.
^ «Обследования экзопланет HAT» . Hatsurveys.org . Архивировано из оригинала 25 сентября 2021 года . Проверено 16 декабря 2018 г.
^ «Проект ХАТПИ» . Hatpi.org . Проверено 16 декабря 2018 г.
^ Пеппер, Дж.; Погге, Р.; Депой, ДЛ; Маршалл, Дж.Л.; Станек, К.; Штуц, А.; Трублад, М.; Трублад, П. (1 июля 2007 г.). «Первые результаты транзитного исследования KELT». Семинар «Транзитные внеполярные планеты» . 366 : 27. arXiv : astro-ph/0611947 . Бибкод : 2007ASPC..366...27P .
^ «КЕЛЬТ-Север: Метод» . www.astronomy.ohio-state.edu . Архивировано из оригинала 24 января 2019 года . Проверено 16 декабря 2018 г.
^ Стассун, Кейван; Джеймс, Дэвид; Сиверд, Роберт; Кун, Рудольф Б.; Пеппер, Джошуа (7 марта 2012 г.). «Телескоп КЕЛЬТ-Южный». Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 124 (913): 230. arXiv : 1202.1826 . Бибкод : 2012PASP..124..230P . дои : 10.1086/665044 . ISSN 1538-3873 . S2CID 119207060 .
^ Джонсон, Мишель (13 апреля 2015 г.). «Обзор миссии» . НАСА . Проверено 16 декабря 2018 г.
^ Фортни, Джонатан Дж.; Твикен, доктор медицинских наук; Смит, Марси; Наджита, Джоан Р.; Мильо, Андреа; Марси, Джеффри В.; Хубер, Дэниел; Кокран, Уильям Д.; Чаплин, Уильям Дж. (1 апреля 2014 г.). «Миссия K2: характеристика и первые результаты». Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 126 (938): 398. arXiv : 1402.5163 . Бибкод : 2014PASP..126..398H . дои : 10.1086/676406 . ISSN 1538-3873 . S2CID 119206652 .

Внешние ссылки

В погоне за Венерой, наблюдение за транзитами Венеры Библиотеки Смитсоновского института
Жан Меус : Транзиты. Ричмонд, Вирджиния: Willmann-Bell, Inc., 1989, ISBN 0-943396-25-5
Жан Меус: Астрономические таблицы Солнца, Луны и планет. Ричмонд, Вирджиния: Willmann-Bell, Inc., 1995, ISBN 0-943396-45-X
Карл Рамзайер : Геодезическая астрономия , Том 2а Справочника по геодезии , 900 стр., JBMetzler, Штутгарт, 1969.

[1] «Определение ТРАНЗИТА» . www.merriam-webster.com . Проверено 16 декабря 2018 г.

[2] «Метод транзита | Обсерватория Лас-Кумбрес» . lco.global . Проверено 27 ноября 2018 г.

[3] Космический корабль Кассини отслеживает транзит Венеры от Сатурна , Space Coast Daily. Проверено 8 февраля 2016 г.

[NASA-20140610-4] Вебстер, Гай (10 июня 2014 г.). «Меркурий проходит перед Солнцем, как видно с Марса» . НАСА .

[Asher-5] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Ашер, Джонсон, Джон (29 декабря 2015 г.). Как найти экзопланету? . Принстон, Нью-Джерси. ISBN 9780691156811 . OCLC 908083548 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[6] «Впереди!: Метод транзитной фотометрии» . Планетарное общество . февраль 2020.

[7] «Архив экзопланет подсчитывает количество планет» . exoplanetarchive.ipac.caltech.edu . Проверено 17 декабря 2018 г.

[UCLsafety-8] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б «Транзит Венеры – Безопасность» . Университет Центрального Ланкашира. Архивировано из оригинала 25 сентября 2006 года . Проверено 21 сентября 2006 г.

[9] «Обзор экзопланеты HATNet» . Hatnet.org . Принстонский университет. 2018.

[10] «Обследования экзопланет HAT» . Hatsurveys.org . Архивировано из оригинала 25 сентября 2021 года . Проверено 16 декабря 2018 г.

[11] «Проект ХАТПИ» . Hatpi.org . Проверено 16 декабря 2018 г.

[12] Пеппер, Дж.; Погге, Р.; Депой, ДЛ; Маршалл, Дж.Л.; Станек, К.; Штуц, А.; Трублад, М.; Трублад, П. (1 июля 2007 г.). «Первые результаты транзитного исследования KELT». Семинар «Транзитные внеполярные планеты» . 366 : 27. arXiv : astro-ph/0611947 . Бибкод : 2007ASPC..366...27P .

[13] «КЕЛЬТ-Север: Метод» . www.astronomy.ohio-state.edu . Архивировано из оригинала 24 января 2019 года . Проверено 16 декабря 2018 г.

[14] Стассун, Кейван; Джеймс, Дэвид; Сиверд, Роберт; Кун, Рудольф Б.; Пеппер, Джошуа (7 марта 2012 г.). «Телескоп КЕЛЬТ-Южный». Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 124 (913): 230. arXiv : 1202.1826 . Бибкод : 2012PASP..124..230P . дои : 10.1086/665044 . ISSN 1538-3873 . S2CID 119207060 .

[15] Джонсон, Мишель (13 апреля 2015 г.). «Обзор миссии» . НАСА . Проверено 16 декабря 2018 г.

[16] Фортни, Джонатан Дж.; Твикен, доктор медицинских наук; Смит, Марси; Наджита, Джоан Р.; Мильо, Андреа; Марси, Джеффри В.; Хубер, Дэниел; Кокран, Уильям Д.; Чаплин, Уильям Дж. (1 апреля 2014 г.). «Миссия K2: характеристика и первые результаты». Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 126 (938): 398. arXiv : 1402.5163 . Бибкод : 2014PASP..126..398H . дои : 10.1086/676406 . ISSN 1538-3873 . S2CID 119206652 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]