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 ближний 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 на основе транзита.
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 меньше, 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 можно использовать 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 цитата ]
Никаких миссий не планировалось, чтобы совпасть 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 наблюдения транзита планеты со стороны небесного тела, кроме Земли. [4]
В редких случаях одна планета может пройти перед другой. Если ближайшая планета кажется меньше более отдаленной, это событие называется взаимным планетарным транзитом .
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.
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, наблюдают звезды красных карликов 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] Большие планеты 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]
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:
Пятая названная точка — это точка наибольшего транзита, когда видимые центры двух тел находятся ближе всего друг к другу на середине транзита. [8]
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 .
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 круглосуточное наблюдение за небом, 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]
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 головой Северной Америки в течение года», тогда как KELT South наблюдает одну цель. площади 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]
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]
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.
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link) CS1 maint: multiple names: authors list (link)
