Проект МАЧО
В астрономии проект MACHO представлял собой наблюдательный поиск темной материи вокруг нашей галактики Млечный Путь в форме гипотетических массивных компактных объектов гало (MACHO) в течение 1992–1999 годов с использованием метода гравитационного микролинзирования . Это был один из трех поисков микролинз первого поколения, начатых в начале 1990-х годов, остальные были независимыми проектами EROS и OGLE . Проект MACHO был реализован группой астрономов США и Австралии; Для наблюдений использовался 1,27-метровый (50-дюймовый) телескоп в обсерватории Маунт-Стромло недалеко от Канберры, который постоянно занимался проектом с 1992 по 1999 год. Проект не решил проблему темной материи, но установил важные верхние пределы для долю темной материи в MACHO в широком диапазоне масс, а также достиг нескольких заметных открытий в области микролинзирования и новых результатов по нескольким классам переменных звезд.
Микролинзирование
[ редактировать ]Если компактный объект (который может быть темным или ярким) расположен очень близко к лучу зрения фоновой звезды, то гравитационное линзирование приводит к тому, что звезда разделяется на два изображения на противоположных сторонах компактного объекта (или на полное изображение). прозвоните, если выравнивание почти идеальное). Микролинзирование относится к особому случаю линзирования, когда два изображения расположены слишком близко, чтобы их можно было рассматривать как отдельные объекты в телескоп, но изменяющаяся во времени геометрия (по мере движения источника и линзы) приводит к видимой яркости (сумме двух изображений). ) меняться со временем; это изменение имеет характерную форму, которую можно рассчитать теоретически. Микролинзирование прогнозируется и наблюдается очень редко, обычно менее 1 звезды на миллион микролинзированных в любой данный момент времени, но это мощный метод, поскольку эффект зависит только от гравитации линзирующего объекта, а не от его света: поэтому он чувствителен к полностью темным или очень слабым объектам, включая черные дыры, субзвездные коричневые карлики и остатки мертвых звезд (например, старых белых карликов и нейтронных звезд). По этим причинам микролинзирование очень полезно для проверки того, темная материя состоит из таких объектов.
Наблюдения
[ редактировать ]Для этого проекта был отремонтирован 1,27-метровый (50 дюймов) телескоп на горе Стромло. [ 1 ] и оснащен широкопольным корректором с прямым фокусом, дихроичным светоделителем и парой 16-мегапиксельных ПЗС-камер (в период с 1992 по 1995 год это была крупнейшая ПЗС-система, использовавшаяся в астрономии). Камеры одновременно отображали квадратное поле неба размером 42 на 42 угловых минуты в двух цветах (сине-зеленом и красном). отслеживала плотные звездные поля: до 80 полей в Большом Магеллановом Облаке или 100 полей в Галактической выпуклости Каждую ясную ночь система регулярно , причем каждое поле наблюдалось от двух раз за ночь до еженедельно, в зависимости от приоритета поля и сезона. На основе данных этого изображения были построены кривые блеска (яркость в зависимости от времени) для более чем 8 миллионов звезд в БМО и 15 миллионов звезд в Балдже; Затем были проведены масштабные компьютерные поиски, чтобы обнаружить явления увеличения яркости, характерные для микролинзирования, а также переменные звезды.
Результаты
[ редактировать ]В рамках проекта был сделан ряд заметных открытий, задокументированных примерно в 35 научных статьях, опубликованных в период с 1993 по 2003 год: наиболее важными результатами были, во-первых, верхние пределы вклада MACHO в темную материю Млечного Пути: не более XX процентов могут быть обнаружены. состоит из MACHO между xx солнечными массами () и xx солнечными массами; [ нечеткий ] [ 2 ] [ 3 ] во-вторых, подтверждение того, что микролинзирование происходит, как и ожидалось, на основе больших выборок событий с теоретически предсказанными свойствами.
В рамках проекта также было достигнуто несколько «новинок» в области микролинзирования, в том числе следующие:
- Первое сильное обнаружение микролинзирования звезды в 1993 году. [ 4 ]
- Первое объявление в реальном времени о продолжающемся мероприятии по микролинзированию в 1994 году. [ 5 ]
- Первое наблюдение эффектов параллакса при микролинзировании в 1995 году. [ 6 ]
Более поздние события
[ редактировать ]Проект MACHO завершил наблюдения в декабре 1999 г.; после 2000 года система телескоп+камера использовалась для поиска сверхновых, но это было прервано, когда телескоп был уничтожен лесными пожарами в Канберре в январе 2003 года .
Продолжалось несколько других исследований по микролинзированию, в том числе проекты OGLE и MOA, при этом после 2000 года основное внимание сместилось в сторону микролинзирования как метода обнаружения экзопланет . Поиски планет с помощью микролинзирования особенно чувствительны к экзопланетам с малой массой и экзопланетам, находящимся на довольно широких орбитах (многие астрономические единицы, находящиеся за пределами снежной линии), а также являются единственным способом обнаружения «планет-сирот», выброшенных из своих родительских систем; таким образом, поиск планет с помощью микролинзирования дополняет более известные методы лучевой скорости и транзита. По состоянию на 2017 год [update] Новая Корейская сеть телескопов микролинзирования ( KMTNet ) представляет собой обзор микролинзирования нового поколения. Будущая НАСА NGRST космическая миссия (запуск запланирован примерно на 2027 год ) включает в себя масштабное исследование планет с помощью микролинзирования в качестве одного из своих ключевых проектов.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Харт, Дж.; ван Хермелен, Дж.; Хови, Г.; Фриман, КК; Петерсон, бакалавр; Аксельрод, Т.С.; Куинн, ПиДжей; Роджерс, AW; Оллсман, РА; Алкок, К.; Беннетт, ДП; Кук, К.Х.; Грист, К.; Маршалл, СЛ; Пратт, MR; Стаббс, CW; Сазерленд, В. (1996). «Телескопическая система программы МАЧО» . Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 108 : 220. Бибкод : 1996PASP..108..220H . дои : 10.1086/133713 .
- ^ Алкок, К.; Оллсман, РА; Алвес, ДР; Аксельрод, Т.С.; Беккер, AC; Беннетт, ДП; Кук, К.Х.; Далал, Н.; Дрейк, Эй Джей; Фриман, КК; Геха, М .; Грист, К.; Ленер, MJ; Маршалл, СЛ; Миннити, Д.; Нельсон, Калифорния; Петерсон, бакалавр; Поповски, П.; Пратт, MR; Куинн, ПиДжей; Стаббс, CW; Сазерленд, В.; Томани, AB; Вандехей, Т.; Уэлч, Д. (10 октября 2000 г.). «Проект MACHO: результаты микролинзирования по результатам 5,7 лет наблюдений за большими магеллановыми облаками». Астрофизический журнал . 542 (1): 281–307. arXiv : astro-ph/0001272 . Бибкод : 2000ApJ...542..281A . дои : 10.1086/309512 . S2CID 15077430 .
- ^ Алкок, К.; Оллсман, РА; Алвес, Д.; и др. (20 мая 1998 г.). «Объединенные ограничения ЭРОСа и МАЧО на темную материю планетарной массы в галактическом гало». Астрофизический журнал . 499 (1): L9–L12. arXiv : astro-ph/9803082 . Бибкод : 1998ApJ...499L...9A . дои : 10.1086/311355 . S2CID 123466020 .
- ^ Алкок, К.; Акерлоф, CW; Оллсман, РА; Аксельрод, Т.С.; Беннетт, ДП; Чан, С.; Кук, К.Х.; Фриман, КК; Грист, К.; Маршалл, СЛ; Парк, HS.; Перлмуттер, С.; Петерсон, бакалавр; Пратт, MR; Куинн, ПиДжей; Роджерс, AW; Стаббс, CW; Сазерленд, В. (14 октября 1993 г.). «Возможное гравитационное микролинзирование звезды в Большом Магеллановом Облаке». Природа . 365 (6447): 621–623. arXiv : astro-ph/9309052 . Бибкод : 1993Natur.365..621A . дои : 10.1038/365621a0 . S2CID 4233746 .
- ^ МАЧО Коллаборация. «Циркуляр МАС 6068» .
- ^ Алкок, К.; Оллсман, РА; Алвес, Д.; Аксельрод, Т.С.; Беннетт, ДП; Кук, К.Х.; Фриман, КК; Грист, К.; Герн, Дж.; Ленер, MJ; Маршалл, СЛ; Петерсон, бакалавр; Пратт, MR; Куинн, ПиДжей; Роджерс, AW; Стаббс, CW; Сазерленд, В. (1 декабря 1995 г.). «Первое наблюдение параллакса в событии гравитационного микролинзирования». Астрофизический журнал . 454 (2): L125. arXiv : astro-ph/9506114 . Бибкод : 1995ApJ...454L.125A . дои : 10.1086/309783 . S2CID 119035972 .
