Kepler - космический телескоп для поиска планет

[anovikov]

Окститесь, какая к чертям планета с 18 масс юпитера.

[Olweg]

Почему нет? У массивных звезд часто обнаруживают массивные планеты. Это связано с плотностью протопланетного диска, по-видимому.

[vika vorobyeva]

Насколько я понимаю, все, что тяжелее 13 масс Юпитера (масса, при которой загорается дейтерий), планетой уже не считается.
А то так можно счесть планетой и красный карлик, образовавшийся в диске массивной О-звезды

[anovikov]

Ну да, объект такой массой неизбежно будет жить своей жизнью и светиться сам, какая же это планета.

[Dayan]

Новая подтверждённая планета от Кеплер: Kepler-14 b (в Энциклопедии). Это массивный горячий юпитер, обращающийся вокруг довольно массивной F-звезды (с массой 1.512 массы Солнца, светимостью в 6.29 светимости Солнца, и металличностью [Fe/H] = 0.12), которая входит в состав визуальной звёздной пары. Параметры Kepler-14 b: масса 8.4 ± 0.19 M_J, радиус 1.136 R_J, период обращения вокруг звезды 6.790 суток на немного эксцентричной орбите, e = 0.035 ± 0.02. Средняя плотность планеты оказывается равной 7.1 ± 1.1 г/см³.
Расстояние до системы 980 пк (примерно 3200 св лет).
http://arxiv.org/abs/1106.5510

[Сергей Шмальц]

Сегодня в первый раз заглянул на вебсайт planethunters. Почитал, посмотрел всё. Не понял одной единственной вещи. Объясните, пожалуйста, каким образом на 30-, 90- или даже 120-дневных периодах наблюдения какой бы то ни было звезды Кеплером, а по сути, на кривых блеска этой звезды за эти промежутки времени, могут быть падения блеска звезды от повторных транзитов одной и той же планеты? Ведь они же сами там объясняют, что транзит длится всего несколько часов, а один орбитальный виток юпитероподобных удалённых планет может длиться годами. Да взять хоть наш Юпитер, он же не по несколько раз в месяц перед Солнцем проходит. Вот я и не могу понять, ну увидел я на кривой звезды 2 провала в блеске, и допустим, что они действительно вызваны транзитом планеты, но ведь не одной и той же, верно?

И в добавок, получается, что только сейчас, по прошествии 2 лет после запуска Кеплера и в ближайшие годы, можно начать находить повторные транзиты тех же планет. Только вот каким образом это реализовано на planethunters? Есть ли там возможность просмотра кривой блеска звезды разных периодов, чтобы их можно было сопоставить и выстроить одну длинную кривую за все 2 года?

[Сергей Шмальц]

Прошу спецов по этой теме заглядывать и сюда. Нуждаюсь в помощи.

[Olweg]

Вы проводите аналогии с Солнечной системой, а многие планеты и кандидаты, обнаруженные Кеплером и другими программами, не имеют никаких аналогов в нашей системе. Сейчас самый типичный кандидат Кеплера - это планета с диаметром 2 - 4 земных и периодом обращения от нескольких дней до нескольких месяцев.

[vsevolodson]

не имеют аналогов? а чем не Нептун планета радиусом 2-4 земных? только что теплее (меньше водорода/гелия, больше воды/метана/аммиака) и немного меньше в среднем

[Olweg]

Сочетанием размеров и орбитальных параметров. Так-то конечно есть и Нептун с Ураном у нас, и Меркурий с периодом 3 месяца. Но транзитно их обнаружить "Кеплеру" не удалось бы.

[Dayan]

Подтверждена новая планета Kepler-15b (KOI 128) от команды Кеплера. Для этого впервые использовался спектрограф с высокой разрешающей способностью HRS на телескопе Hobby-Eberly. Статья в архиве.
Материнская звезда планеты - похожий на Солнце G-карлик: имеет светимость 0.82 L⊙, его масса равна 1.018 M⊙, эффективная температура поверхности T_eff = 5515 +/- 124 K, возраст, рассчитанный по изохронам равен 3.7 миллиардов лет. Звезда отличается тем, что очень богата металлами: [Fe/H] = 0.36 (или 2.29 солнечных).
Планета Kepler-15b представляет собой горячий юпитер. Он имеет период обращения 4.94 суток и большую полуось орбиты 0.057 а.е. Радиус планеты равен 0.96 R_Jup (или 10.8 R⊕), масса 0.66 M_Jup (или 209 M⊕), что приводит к средней плотности 0.93 г/см³. Это не типично высокая плотность для горячего гиганта подобной массы. Для объяснения авторы предполагают наличие большого силикатно-металлического ядра у планеты с массой в 30-40 масс Земли. Ситуация похожа на случай с планетой HD 149026 b.

PS Интересно, куда команда Кеплера подевала системы Kepler-12 и Kepler-13? Наверно, открылись какие-нибудь новые обстоятельства и пока они держат эти системы неопубликованными. А официальный сайт давно не обновлялся, в нём нет даже KOI-423 и Kepler-14.

[Foma]

Спешу сообщить о небольшом открытии, сделанном мною в ходе изучения транзитных кривых от Кеплера.
Недавно я написал небольшую программку, которая для данной кривой блеска методом Левенберга — Марквардта (нелинейная разновидность метода наименьших квадратов)  подбирала параметры транзита экзопланеты  -  радиус, прицельный параметр, коэффициенты потемнения лимба и прочее. В большинстве случаев модельные кривые с высокой точностью совпадают с данными Кеплера и дают те же параметры экзопланет, что указаны в статье Боруцки от февраля сего года. Но есть и нюансы, случаи, когда проявляются систематические отклонения от модельной кривой. В частности мой интерес привлекли 2 больших транзитных "юпитера". Сами по себе кривые транзита этих экзопланет выглядят непримечательно, но если из экспериментальных данных вычесть модельную кривую, останется очень небольшой, но статистически значимый остаток в виде "всплесков" и "провалов" на участке входа и выхода планеты с диска звезды. Наиболее простое объяснение этого эффекта заключается в том, что либо реальная транзитная планета имеет сильно несферическую форму, либо она окружена системой колец, которые, заползая и сползая с диска звезды, немного меняют форму транзитной кривой.  Есть еще ряд других обстоятельств, указывающих в пользу второй версии, поэтому я берусь утверждать, что в данных Кеплера открыты первые экзопланеты с кольцами.
К сожалению точные характеристики этих колец установить довольно сложно.  Здесь возникает множество новых параметров(расположение колец и их протяженность, ориентация относительно экватора планеты и траектории транзита, оптическая толщина), одновременная подгонка которых врядли будет достоверной. Не говоря уже о том, что системы планетных колец наверняка имеют сложную структуру с щелями и прочим. Для упрощенной модели планеты с более-менее сплошным кольцом по критерию "хи-квадрат" наиболее вероятным выглядит следующий вариант: планета с радиусом Rp=0.5 Rj, окруженная  кольцом с оптической толщиной 0.1-0.2 и простирающимся на расстояниях 1.5-2.5 Rp. Это некоторый характерный вариант, у каждой из планет параметры несколько отличаются.
Природа и происхождение колец остаются предметом дискуссии. Это могут быть как остатки пылевых дисков вокруг молодых планет, так и продукты приливного разрушения близлежащих спутников. В пользу первой версии может указывать сравнительная близость планеты к своей звезде: давление света еще не успело (или не смогло) сдуть частицы колец. В пользу второй версии говорит расположение колец внутри предела Роша (>3 Rp для газовых гигантов). В общем, здесь еще много неясного, но в любом случае находка представляется мне интересной. Результаты своих изысканий, полностью или частично, я планирую подготовить для публикации в Архиве.

[Dayan]

  Пока рано хвалить, но это сногсшибательно! Интересно, это какой мощности должны быть кольца, чтобы затмеваемую ими долю излучения звезды можно было уверенно увидеть в данных Кеплера? Явно мощнее колец Сатурна в смысле проницаемости излучения? Я так понимаю, изображения транзитных кривых Вы не можете предоставить до опубликования статьи. Но, можете сказать, о каких конкретно кандидатах идёт речь? И не сообщали ли Вы о своих изысканиях команде Кеплера?

[lkmnbv]

Отличная новость!

[Dayan]

Наиболее простое объяснение этого эффекта заключается в том, что либо реальная транзитная планета имеет сильно несферическую форму, либо она окружена системой колец, которые, заползая и сползая с диска звезды, немного меняют форму транзитной кривой.  Есть еще ряд других обстоятельств, указывающих в пользу второй версии, поэтому я берусь утверждать, что в данных Кеплера открыты первые экзопланеты с кольцами.

Пожалуйста, расскажите подробнее, какие ещё обстоятельства указывают именно на вторую версию, ведь газовые гиганты на удалении от звезды имеют высокие скорости вращения вокруг оси (судя, конечно, по гигантам Солнечной системы), поэтому их большая сплюснутость не представляется чем-то необычным.

Отличная новость!

Пока, к сожалению, это ещё не новость, а только предположение. Тут много нужно проверять.

[lkmnbv]

Пока, к сожалению, это ещё не новость, а только предположение. Тут много нужно проверять.

Это понятно, но ведь со временем ситуация прояснится.

[lkmnbv]

"Горячие юпитеры" носят "мантию" из полярных сияний, выяснили ученые
http://ria.ru/science/20110722/405600171.html

МОСКВА, 22 июл - РИА Новости. Американские астрономы выяснили, что на "горячих юпитерах" - экзопланетах-газовых гигантах - нередко возникают сверхмощные полярные сияния, которые могут закрывать половину неба планеты даже в экваториальных областях, говорится в статье, принятой к публикации в Astrophysical Journal.

[Foma]

Интересно, это какой мощности должны быть кольца, чтобы затмеваемую ими долю излучения звезды можно было уверенно увидеть в данных Кеплера? Явно мощнее колец Сатурна в смысле проницаемости излучения?

Количество света, поглощаемое кольцами может быть довольно велико. Для звезды однородной яркости это будет величина типа S_{ring proj}*(1-exp(-tau)). Или более строго для колец, проходящих по диску неравномерной яркости, это определяется интегралом вида:

Здесь I(r) - яркость звездного диска, определяемая с учетом потемнения лимба, tau - оптическая толщина кольца, beta - угол наклона колец к лучу зрения.

Проецируемая площадь кольца типа сатурнианского больше площади самого планетного диска и при tau~0.2 кольцом дополнительно поглощается где-то 10-20% от количества света, блокируемого планетой. Это более чем измеримая величина. Другое дело, что очень трудно отличить планету с кольцами от планеты больших размеров, но той же эффективной площади, ведь различие между ними проявляется только (и прежде всего) на входе/выходе со звездного диска. Абсолютная величина этой разницы составляет несколько процентов от глубины транзита планеты или ~10^-4 от общего светового потока. Такое может зарегистрировать только Кеплер, да и то не всегда.
Достаточно трудно судить и о "мощности" колец. У Сатурна оптическая толщина в кольцах меняется в разы, например в наиболее плотном кольце B она составляет от 0.4 до 2.5. Такие эффекты в данных Кеплера уловить нельзя и речь может идти только об усредненной tau, или скорее даже о комплексе (tau/sin(beta)). В моих симуляциях получалось tau~0.1-0.15, что примерно соответствует внутреннему кольцу С у Сатурна.

[Dayan]

После простеньких расчётов соглашусь, что кольца будут видимы в данных Кеплера у долгопериодических гигантов не очень тусклых (!) звёзд (для Кеплера, конечно). Кольцо, отходящее как бы прямо от планеты (допущение первое) и простирающееся до двух её радиусов, и которое имеет среднюю оптическую толщу τ=0.1 (это ещё одно допущение, но иначе много сложнее), будет давать дополнительную глубину транзита в 28.5% от затмеваемого планетой излучения звезды в случае полного затмения планета+кольцо (третье допущение, но надо сказать, довольно высоковероятное). Например, для планеты с радиусом 0.5 R_J, имеющей кольцо радиусом 1 R_J, такую же дополнительную глубину в 28.5% может дать спутник, размером в 2.99 размера Земли (или половину радиуса планеты). И, поэтому, мне кажется, проблем с отождествлением планета+кольцо быть особо не должно, если следить за формой транзита при налезании (и слезании) системы на диск звезды (в указанном случае, по времени налезание половины кольца займёт примерно половину времени транзита).
Что касается оптических толщин колец у Сатурна, то информация для меня нова и удивительна, ведь если правда, что оптическая толща в некоторых местах доходит до 2.5 у кольца B, то это означает, что в этих местах "гасится" примерно 92% света фоновых звёзд! Невероятно! τ=0.1 ещё как-то реально, но 0.4-2.5 уж слишком.

[Dayan]

Кольцо, отходящее как бы прямо от планеты (допущение первое) и простирающееся до двух её радиусов, и которое имеет среднюю оптическую толщу τ=0.1 (это ещё одно допущение, но иначе много сложнее), будет давать дополнительную глубину транзита в 28.5%

Забыл сказать, что это значение справедливо только для случая, когда плоскость колец перпендикулярна лучу зрения. С уменьшением угла видимая площадь колец падает, но оптическая толщина растёт. Однако, естесственно, при совсем маленьких углах (или вообще, когда они с ребра) кольца обнаружить не удасться никакими методами кроме получения прямого изображения планеты.