Nauka

Per aspera ad astra

Poszukiwanie planet pozasłonecznych realizowane jest w Projekcie Solaris przy wykorzystywaniu metody chronometrażu zaćmień układów podwójnych.

Metoda ta polega na badaniu odchyleń od regularności pewnego periodycznego zjawiska astronomicznego. W tym wypadku, zjawiskiem tym jest zmiana jasności układu podwójnego na skutek wzajemnego zakrywania się składników podczas ruchu orbitalnego. Istniejąca w takim układzie dodatkowa planeta w sposób naturalny powoduje przesunięcie środka masy gwiazdy, czego skutkiem jest periodyczna zmiana odległości gwiazdy podwójnej od obserwatora z okresem równym okresowi zaburzającego ciała, czyli planety. W efekcie, z racji skończonej prędkości światła, zmiany jasności gwiazdy podwójnej docierają do obserwatora z określoną nieregularnością. Wykrywanie takich nieregularności jest głównym celem projektu. Techniki tej używał już w XVII w. Ole Rømer do oszacowania prędkości światła poprzez pomiar czasu zaćmienia satelitów Jowisza. Współczesne podejście, pozwalające na dużo większą precyzję, wymaga zbudowania sieci teleskopów fotometrycznych, które mogą prowadzić w miarę możliwości ciągłe obserwacje wybranych gwiazd podwójnych.

Dzięki globalnej sieci czterech zrobotyzowanych teleskopów możliwe jest zarówno poszukiwanie planet pozasłonecznych wokół gwiazd podwójnych, jak i charakterystyka takich układów gwiazdowych. Analiza starannie zaplanowanych obserwacji fotometrycznych i spektroskopowych wybranych układów podwójnych umożliwia wyznaczenie podstawowych paramterów gwiazd, takich jak masa i promień, z niespotykaną do tej pory precyzją. W celu dokładnej charakterystki składników układów podwójnych, poza precyzyjną fotometrią konieczne jest również wykonanie obserwacji spektroskopowych przy użyciu spektrografów wysokiej rozdzielczości.

 

Przegląd spektroskopowy

W 2008 roku rozpoczęliśmy regularne spektroskopowe obserwacje rozdzielonych układów zaćmieniowych, wybranych z przeglądu ASAS. Tą częścią pracy kieruje obecnie dr Krzysztof Hełminiak. Początkowo w ograniczonym wymiarze czasu na teleskopach AAT (3.9 m) ze spektrografem UCLES w Australii i Radcliffe (1.9 m) ze spektrografem GIRAFFE w Afryce Południowej, a od końca 2010 dużo bardziej intensywnie, głównie na teleskopach znajdujących się w Chile: CTIO-1.5m/CHIRON, MPG-2.2m/FEROS, Euler/CORALIE (1.2 m) i ESO-3.6m/HARPS. Dodatkowe obserwacje prowadzone są na półkuli północnej instrumentami znajdującymi się na Wyspach Kanaryjskich: TNG/HARPS-N (3.5 m) i NOT/FIES (2.2 m), we Francji: OHP-1.9m/SOPHIE, czy na Hawajach: Subaru/HDS (8.2 m). Programowi nadaliśmy nazwę Comprehensive Research with Echelles on the Most interesting Eclipsing binaries (CREME). Od 2014 roku rozszerzyliśmy program obserwacyjny na układy z nieba północnego, spoza przeglądu ASAS, wybrane z innych źródeł, m.in. z przeglądów Super-WASP, NSVS i katalogu satelity Kepler. Te obserwacje prowadzone są głównie na Japońskim teleskopie OAO-1.88m ze spektrografem HIDES. Rozpoczęliśmy także monitoring wybranych celów w podczerwieni, spektrografem IRCS na teleskopie Subaru.

Ilość obserwowanych gwiazd liczona jest obecnie w setkach, a zebranych widm – w tysiącach. Z każdego widma liczymy prędkości radialne, potrzebne do wyznaczenia mas i innych parametrów badanych układów. W ten sposób określamy z jakimi układami mamy do czynienia i odkrywamy wiele interesujących gwiazd, których charakterystyki są nietypowe i rzadko spotykane. W naszej próbce znajdujemy gwiazdy o małych, jak i bardzo dużych masach, wyewoluowane olbrzymy, młode układy przed ciągiem głównym, a także układy wielokrotne.

Publikacje naukowe

Aktualna lista naszych publikacji naukowych:

Coronado et al., 2015, MNRAS, 448, 1937

Orbital and physical parameters of eclipsing binaries from the ASAS catalogue – VII. V1200 Centauri: a bright triple in the Hyades moving group

Kozłowski et al., 2014, MNRAS, 443, 158

BACHES – a compact échelle spectrograph for radial-velocity surveys with small telescopes

Sybilski et al., 2014, SPIE, 91521C

Software for autonomous astronomical observatories: challenges and opportunities in the age of big data

Ratajczak et al., 2013, MNRAS, 433, 2357

Orbital and physical parameters of eclipsing binaries from the ASAS catalogue – V. Investigation of subgiants and giants: the case of ASAS J010538-8003.7, ASAS J182510-2435.5 and V1980 Sgr

Vanzi et al., 2012, MNRAS, 424, 2770

PUCHEROS: a cost-effective solution for high-resolution spectroscopy with small telescopes

Hełminiak et al., 2012, MNRAS, 425, 1245

Orbital and physical parameters of eclipsing binaries from the All-Sky Automated Survey catalogue – IV. A 0.61 + 0.45 Ms binary in a multiple system

Hełminiak et al., 2011, A&A, 527, 14

Orbital and physical parameters of eclipsing binaries from the All-Sky Automated Survey catalogue. III. Two new low-mass systems with rapidly evolving spots

Ratajczak et al., 2010, MNRAS, 402, 2424

Absolute properties of the main-sequence eclipsing binary FM Leo

Hełminiak et al., 2015, MNRAS, 443, 158

Orbital and physical parameters of eclipsing binaries from the ASAS catalogue – VIII. The totally eclipsing double-giant system HD187669

Hełminiak et al., 2014, A&A, 567, 64

Orbital and physical parameters of eclipsing binaries from the All-Sky Automated Survey catalogue. VI. AK Fornacis: a rare, bright K-type eclipsing binary

Kozłowski et al., 2014, SPIE, 914504

Solaris: a global network of autonomous observatories in the southern hemisphere

Sybilski et al., 2013, MNRAS, 431, 2024

Non-Keplerian effects in precision radial velocity measurements of double-line spectroscopic binary stars: numerical simulations

Hełminiak et al., 2012, MNRAS, 419, 1285

New high-precision orbital and physical parameters of the double-lined low-mass spectroscopic binary BY Draconis

Kozłowski et al., 2011, MNRAS, 416, 2020

Radio pulsar style timing of eclipsing binary stars from the All Sky Automated Survey catalogue

Hełminiak et al., 2011, A&A, 526, 29

Orbital and physical parameters of eclipsing binaries from the All-Sky Automated Survey catalogue. II. Two spotted M < 1 Ms systems at different evolutionary stages

Hełminiak et al., 2009, MNRAS, 400, 969

Orbital and physical parameters of eclipsing binaries from the All-Sky Automated Survey catalogue – I. A sample of systems with components’masses between 1 and 2 Ms