Csillagászat a Keplerrel
2010.06.30. 15:40
Június közepén zajlott le a harmadik Kepler Asteroseismology Workshop, ennek kapcsán szemezgetek egy kicsit, hogyan is zajlik a mérések végzése egy ilyen űrtávcsővel. Eredményeket még nem nagyon tudok mondani - a következő nagy publikációs hullám nyár végére várható, konkrét bolygó-eredmények pedig még később. Egyelőre főleg észlelési cikkek jelentek meg, az értelmezés, modellezés még most kezdődik illetve zajlik. A konferencia alatt vált szabadon elérhetővé az első 43 nap adata - közte 350 potenciális bolygójelölttel. Ezek azok, melyek megerősítését a tágabb csillagász közösségre hagyják, de 400 csillag ott maradt a zár alatt, ki lehet találni melyik csoportban lapulnak az exoFöld-jelöltek. Emellett leközöltek méréseket öt csillagról is, melyeknél többszörös tranzitot észleltek - az is lehet, hogy több bolygó is elhalad a csillag és köztünk. De persze mind-mind csak jelölt, amíg meg nem erősítik kiegészítő mérésekkel, szóval egyelőre még nem hivatalos exobolygók ezek.
Három különböző periódusú tranzit egy Kepler-mérésben. Lehet három bolygó, de lehet hogy egy fedési kettőscsillag fénye adódik hozzá. (Forrás: Steffen et al.)
Maga az űrtávcső jó egészségnek örvend, az egyetlen bosszúságra okot adó probléma a 3. modul elvesztése a kamerában - így a 21 pár CCD-ből már csak 20 üzemképes, az egyik szélső-középső egység esett ki. Így négy területen egy-egy negyedévnyi adat hiányozni fog, mivel a Kepler 3 havonta 90 fokkal elfordul, hogy a napelemek mindig a Nap felé nézzenek. Ez ad egy természetes mérési ütemezést: az adatok is negyedévekre (quarter) oszlanak, a beüzemelés két hete volt a Q0 szakasz, az első rendes negyedév a Q1, és így tovább. Júniusban a Q0 és Q1 anyaga vált szabadon elérhetővé, de a mérések már a Q5-nél tartanak, ha jól számolom.
A Kepler detektorai. A sarkokban a pici csipek a fine guidance szenzorok, a távcső pozícionálására vigyáznak.
A program két részre oszlik, ahogy már a CoRoT-nál is történt: van egy bolygókereső irány, ami ugye az "elsődleges" cél, ez zajlik elsősorban az USA-beli Ames Research Centerben. De a másik oldalról ott vannak a változócsillagászok a Föld minden tájáról, az aarhusi egyetemről irányított KASC (Kepler AsteroSeismic Consortium) tömörülésbe szerveződve. Míg az Ames-ben úgy 150 000 csillagot követnek nyomon tranzitok után kutatva, a KASC csak körülbelül 6000 csillagot vizsgál saját fennhatósága alatt, de itt a fő cél maguknak a csillagoknak a tanulmányozása. A KASC 13 munkacsoportra oszlik, de a tagok fele ebből a legelsőbe, a nap-típusú oszcillációk vizsgálatáért felelős Working Group #1-be tartozik. Magyar vezetéssel két csoport is rendelkezik, nem meglepetésszerűen a klasszikus változókra szakosodva: a cefeida munkacsoportot Szabó Róbert, a Mirák és félszabályos változók csoportját pedig Kiss László irányítja. Emellett javarészt a CSKI-ban zajlik az RR Lyrae csillagokhoz kapcsolódó elméleti munka is. (Ez az aktuális kifogásom egyébként, ha valaki kevesli a posztokat... ;)
Keplerhez kapcsolódó, asztrofizikai (nem exobolygós) szakcikkek negyedévenként. Az első mérési erdményekről tudosító hullám látható 2010 elején. A következő hullám őszre várható. (Forrás: Kepler GO Program)
Az adatgyűjtés a következőképp történik. A Kepler kamerái által lefedett 105 négyzetfok teljes képmérete 94 megapixel, ami a csillagászok által használt, tömörítetlen FITS formátumban közel 400 MB-ot jelent. De teljes képet csak a havi adatleküldés idején olvasnak ki egyet-egyet, egyébként csak a kiválasztott csillagokat tartalmazó pixeleket rögzíti az űrtávcső. Két integrációs idővel lehet mérést végezni: a short cadence 58.8 másodperc, a long cadence 29.4 perc hosszú, ennyi ideig gyűlnek az elektronok egy adott pixelcsoportból. Mivel a csillagok nagyon eltérő fényességűek lehetnek, ezért a képüket lefedő pixel-maszkok kiválasztása igen komoly feladat - főleg, ha eközben a csillag jelentős fényváltozásokat is mutat. Kisebb maszkokkal több csillag mérhető, de nem szabad csillagfényt elveszíteni, nagyobb maszknál vigyázni kell, ne mérjen össze több közeli csillagot. Ugyanakkor nem lehet a százezres mintához egyenként optimalizálni a maszkokat, sablonokat kell felállítani, a Keplernek 722 különböző ilyen maszk-sablon adható meg. Itt jön a következő probléma: adjunk-e nagyobb súlyt a halványabb, egységesíthetőbb csillagoknak, vagy speciális kezelést a fényes, ismert, biztos targeteknek? Nem segít a helyzeten, hogy a Kepler rendelkezik ugyan saját csillagkatalógussal, de a KIC (Kepler Input Catalog) bolygókeresésre lett optimalizálva - nagy amplitúdójú változócsillagokra eléggé pontatlan. Az egyik igen fényes csillaghoz, amit mi is vizsgálunk, például elsőre túl kicsi maszkot rendeltek, és maximális fényességnél egyszerűen kifolyt a fluxus egy része kieső pixelekre (beégett, szaturált csillagok fényességét is igen pontosan meg tudják határozni, amennyiben minden érintett pixel megvan). De persze az ilyen problémák minden új műszernél előjönnek, és szerencsére jelentős részük orvosolható is.
A foghíjas Kepler-látómező. A bal alsó fele a Tejút széle miatt fényesebb.
A tanulópénzt tehát meg kell fizetni (ott van még a fedélzeti fűtőberendezések hatása, amik ki-be kapcsolgatnak; látni az adatokban amikor a Nap melegíti a műhold alját és ettől kicsit elmászik a fókusz; néha a csillagok billegnek a maszkban, amikor a szaturált giroszkópokat kell lelassítani, stb.), de ha végre minden a helyére került és látjuk a tényleges, korrigált a méréseket, az mindenért kárpótol. Olyan pontosságú - és hónapos szinten gyakorlatiag megszakítás nélküli! - adatsorokat ont magából az űrtávcső, amiről eddig álmodni sem mertünk csak álmodtunk, hogyne álmodtunk volna. Egy nagy szívfájdalma van most már csak a telhetetlen csillagász társadalomnak: a Kepler sem mér különböző színekben (ahogy a CoRoT és a MOST és előreláthatólag a PLATO sem), amiből a csillagok felszíni hőmérséklete és hasonló adatok közvetlenül meghatározhatóak lennének, csak egyetlen, elég széles, "fehér" fényű tartományban. Mivel a KIC nem elég megbízható, gyakorlatilag mindenki többszín-fotometriát vagy spektroszkópiát akar a csillagairól valahogy - már csak távcső, műszer, idő és munkaerő kérdése lesz az egész...
Ajánlott bejegyzések:
A bejegyzés trackback címe:
Kommentek:
A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.
JI · http://jalso.com 2010.06.30. 19:14:11
Vagy tevedek? :)
Van valamilyen becsles arra nezve, hogy az exobolygo hany szazazelka erzekelheto igy?
Koszi
lacalaca · http://cydonia.blog.hu 2010.06.30. 20:23:26
KGyST · http://repules.tumblr.com 2010.07.01. 16:21:30
Én anno fejszámoltam ezt, a Föld kb 300-szor fér el a saját pályájának fél kerületén azaz 1%-él is kisebb az arány. Minden felfedezett tranzit-exoföldre 300-350 fel nem fedezhető jut.