В астрономии транзит (или астрономический транзит ) — это прохождение небесного тела непосредственно между большим телом и наблюдателем. Если смотреть с определенной точки зрения, проходящее тело кажется движущимся по поверхности большего тела, покрывая небольшую его часть. [1]
Слово «транзит» относится к случаям, когда более близкий объект кажется меньше более дальнего объекта. Случаи, когда более близкий объект кажется больше и полностью скрывает более дальний объект, известны как затмения .
Однако вероятность увидеть транзитную планету невелика, поскольку она зависит от выравнивания трех объектов по почти идеально прямой линии. [2] Многие параметры планеты и ее родительской звезды можно определить на основе транзита.
Один из типов транзита включает движение планеты между земным наблюдателем и Солнцем . Это может произойти только с низшими планетами , а именно Меркурием и Венерой (см. транзит Меркурия и транзит Венеры ). Однако, поскольку транзит зависит от точки наблюдения, сама Земля проходит мимо Солнца, если наблюдать с Марса. В солнечном транзите Луны, запечатленном во время калибровки ультрафиолетового изображения космического аппарата STEREO B, Луна выглядит намного меньше, чем при наблюдении с Земли , поскольку расстояние между космическим аппаратом и Луной было в несколько раз больше, чем расстояние между Землей и Луной .
Этот термин также может использоваться для описания движения спутника относительно его родительской планеты, например, одного из Галилеевых спутников ( Ио , Европа , Ганимед , Каллисто ) относительно Юпитера , наблюдаемого с Земли .
Хотя и редко, но случаи, когда четыре тела выстраиваются в ряд, случаются. Одно из таких событий произошло 27 июня 1586 года, когда Меркурий прошел по Солнцу, если смотреть с Венеры, в то же время, когда Меркурий прошел по Сатурну, а Венера прошла по Сатурну. [ необходима цитата ]
Никаких миссий, приуроченных к прохождению Земли с Марса 11 мая 1984 года, не планировалось, а миссии Viking были прекращены годом ранее. Следовательно, следующая возможность наблюдать такое выравнивание появится в 2084 году.
21 декабря 2012 года зонд «Кассини-Гюйгенс» , находящийся на орбите Сатурна , наблюдал прохождение планеты Венера по диску Солнца. [3]
3 июня 2014 года марсоход Curiosity наблюдал прохождение Меркурия по диску Солнца, что стало первым случаем наблюдения планетарного транзита с небесного тела, помимо Земли. [4]
В редких случаях одна планета может пройти перед другой. Если ближняя планета кажется меньше более дальней, событие называется взаимным планетарным транзитом .
Метод транзита можно использовать для обнаружения экзопланет . Когда планета затмевает/проходит транзитом свою звезду, она блокирует часть света от звезды. Если планета проходит транзитом между звездой и наблюдателем, изменение света можно измерить, чтобы построить кривую блеска . Кривые блеска измеряются с помощью прибора с зарядовой связью . Кривая блеска звезды может раскрыть несколько физических характеристик планеты и звезды, таких как плотность. Необходимо измерить несколько событий транзита, чтобы определить характеристики, которые, как правило, происходят через регулярные интервалы. Несколько планет, вращающихся вокруг одной и той же звезды, могут вызывать вариации времени транзита (TTV). TTV вызывается гравитационными силами всех вращающихся тел, действующими друг на друга. Однако вероятность наблюдения транзита с Земли невелика. Вероятность определяется следующим уравнением.
где R star и R planet — радиусы звезды и планеты соответственно, а a — большая полуось. Из-за низкой вероятности транзита в любой конкретной системе, для того, чтобы увидеть транзит, необходимо регулярно наблюдать большие участки неба. Горячие юпитеры с большей вероятностью можно увидеть из-за их большего радиуса и короткой большой полуоси. Для того чтобы найти планеты размером с Землю, наблюдают за красными карликами из-за их малого радиуса. Несмотря на то, что транзит имеет низкую вероятность, он зарекомендовал себя как хороший метод для открытия экзопланет.
В последние годы открытие экзопланет вызвало интерес к возможности обнаружения их транзитов через их собственные звездные первичные компоненты. HD 209458b стала первой такой транзитной планетой, которая была обнаружена.
Транзит небесных объектов является одним из немногих ключевых явлений, используемых сегодня для изучения экзопланетных систем. Сегодня транзитная фотометрия является ведущей формой открытия экзопланет . [5] Когда экзопланета движется перед своей звездой-хозяином, происходит уменьшение ее светимости, которое можно измерить. [6] Более крупные планеты делают падение светимости более заметным и более легким для обнаружения. Часто проводятся последующие наблюдения с использованием других методов , чтобы убедиться, что это планета.
В настоящее время (декабрь 2018 г.) подтверждено существование 2345 планет с помощью кривых блеска Кеплера для звезд-хозяев. [7]
Во время транзита происходит четыре «контакта», когда окружность малого круга (диск малого тела) касается окружности большого круга (диск большого тела) в одной точке . Исторически измерение точного времени каждой точки контакта было одним из самых точных способов определения положения астрономических тел. Контакты происходят в следующем порядке:
Пятая названная точка — это точка наибольшего транзита, когда видимые центры двух тел находятся ближе всего друг к другу, на полпути транзита. [8]
Поскольку транзитная фотометрия позволяет сканировать большие небесные области с помощью простой процедуры, она стала самой популярной и успешной формой поиска экзопланет за последнее десятилетие и включает в себя множество проектов, некоторые из которых уже были прекращены, другие используются сегодня, а некоторые находятся в процессе планирования и создания. Наиболее успешные проекты включают HATNet, KELT, Kepler и WASP, а также некоторые новые и находящиеся на стадии разработки миссии, такие как TESS , HATPI и другие, которые можно найти в Списке проектов поиска экзопланет .
Проект HATNet представляет собой набор северных телескопов в обсерватории Фреда Лоуренса Уиппла , Аризона и обсерватории Мауна-Кеа , Гавайи, и южных телескопов по всему миру, в Африке, Австралии и Южной Америке, в рамках ветви проекта HATSouth. [9] Это телескопы с малой апертурой, как и KELT, и они смотрят на широкое поле, что позволяет им сканировать большую область неба на предмет возможных транзитных планет. Кроме того, их множество и распространение по всему миру позволяет вести круглосуточное наблюдение за небом, чтобы можно было поймать больше короткопериодических транзитов. [10]
Третий подпроект, HATPI, в настоящее время находится в стадии строительства и будет охватывать большую часть ночного неба, наблюдаемого с его местоположения в Чили. [11]
KELT — это наземная телескопическая миссия, разработанная для поиска транзитных систем планет величиной 8<M<10. Она начала работу в октябре 2004 года в обсерватории Винера и имеет южный телескоп-компаньон, добавленный в 2009 году. [12] KELT North наблюдает «полосу неба шириной 26 градусов, которая находится над Северной Америкой в течение года», в то время как KELT South наблюдает отдельные целевые области размером 26 на 26 градусов. Оба телескопа могут обнаруживать и идентифицировать транзитные события размером до 1% падения потока, что позволяет обнаруживать планетные системы, похожие на те, что находятся в нашей планетной системе. [13] [14]
Космический телескоп «Кеплер» обслуживал миссию «Кеплер» с 7 марта 2009 года по 11 мая 2013 года, где он наблюдал за одной частью 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 маховика. [16]
TESS был запущен 18 апреля 2018 года и, как планируется, будет исследовать большую часть неба, наблюдая его полосы, определенные вдоль линий прямого восхождения, в течение 27 дней каждая. Каждая исследуемая область имеет размер 27 на 90 градусов. Из-за расположения секций область вблизи оси вращения TESS будет исследоваться в течение 1 года, что позволит идентифицировать планетные системы с более длительными орбитальными периодами.
{{cite book}}: CS1 maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
