258      Глава 8. Обнаружение далеких экзопланет

Практический проект: добавление эффекта потемнения к краю

Фотосфера — это внешний светящийся слой звезды, который излучает свет и тепло. Поскольку с увеличением расстояния от центра звезды температура фотосферы падает, края диска оказываются менее нагретыми и по сравнению с центром звезды выглядят более тускло (рис. 8.22). Этот эффект называется

потемнением диска к краю.

Рис. 8.22. Потемнение солнечного диска к краю и пятна на Солнце

Перепишите программу transit.py, чтобы в ней учитывалось потемнение диска к краю. Вместо того чтобы рисовать звезду, используйте картинку limb_darlening. png из каталога Chapter_8, который можно скачать с сайта книги.

Потемнение к краю влияет на кривые блеска, демонстрирующие транзит планет. По сравнению с теоретическими кривыми, которые мы создавали в проекте 11, они будут получаться менее прямоугольными, с более закругленными, мягкими краями и изогнутым дном (рис. 8.23).

Используя обновленную версию программы, вернитесь к разделу «Эксперименты с транзитной фотометрией» на с. 242, где мы анализировали кривую блеска при частичных транзитах. Вы увидите, что по сравнению с частичными полные транзиты по-прежнему демонстрируют более широкие провалы с плоским дном (рис. 8.24).

Если полный транзит планеты меньшего радиуса произойдет возле края звезды, ввиду потемнения к краю отличить его от частичного транзита более крупной планеты будет сложно. Это можно наблюдать на рис. 8.25, где стрелками указано расположение планет.

Практический проект: добавление эффекта потемнения к краю      259

Астрономы могут извлечь множество информации, анализируя кривую блеска. С помощью регистрации нескольких событий транзита они определяют орбитальные параметры экзопланеты, такие как расстояние между планетой и звездой. На основе малейших изгибов кривой блеска ученые рассчитывают интервал времени, в течение которого планета полностью находится на фоне звезды. Также они могут теоретически оценить величину потемнения к краю и использовать моделирование, как мы с вами сейчас, чтобы собрать все данные воедино и протестировать свои предположения в отношении реальных наблюдений.

Практический проект: обнаружение инопланетной армады      261

ƒ…

…

Рис. 8.26. Экзопланета (указана стрелкой на левом изображении), проходящая над звездным пятном, создает выпуклость на кривой блеска

Чтобы поэкспериментировать со звездными пятнами, используйте код practice_limb_darkening.py из предыдущего практического проекта, отредактировав его так, чтобы экзопланета примерно одного размера со звездными пятнами проходила над ними при транзите. Для воссоздания рис. 8.26 используйте значения EXO_RADIUS = 4, EXO_DX = 3 и EXO_START_Y = 205.

Практический проект: обнаружение инопланетной армады

Гиперэволюционировавшие бобры экзопланеты BR549 были трудягами, впрочем, как и любые другие бобры. Они собирали армаду исполинских кораблей, чтобы покинуть орбиту своей опустошенной планеты. Бобры обнаружили экзопланету, похожую по свойствам на их собственную, и решили переселиться в густые зеленые леса Земли!

Напишите программу Python, симулирующую траекторию движения нескольких звездных кораблей, которые совершают транзит мимо звезды. Задайте для этих кораблей разный размер, форму и скорость (как на рис. 8.27).

Сравните полученную кривую блеска с ее вариантом для звезды Табби (см. рис. 8.17) и с той, что получена в проекте по обнаружению астероидов. Отличаются ли кривые для кораблей или же аналогичные кривые можно получить для скоплений астероидов, звездных пятен и других естественных явлений?

Решение под названием practice_alien_armada.py вы найдете в приложении, а также в каталоге Chapter_8, доступном для скачивания с сайта книги.