Kepler - космический телескоп для поиска планет

[Searcher16]

Заметил, что KIC 6210395 похож на всем известную HD 40307. А значит, возможная местная земля немножко побольше и немножко теплее, чем указано в DV.

В этой области очень много "коорбиталок" и аномально длительных транзитов. Я думаю, что наибольшее число отбраковок придётся именно на короткие периоды.

Думаю, что после отбраковки и повторного анализа могут вылезти новые долгопериодные кандидаты.

[vsf]

Но есть ещё у кеплеровцев в целях и карлики красные. Тут сигнал аналога Земли обнаружить полегче (транзит будет глубже и период поменьше), однако вспышечная активность существенно выше - нужен десяток-другой транзитов. Должно быть ещё 5-10 таких планеток

Похоже практика показывает, что все таки сложнее.

Вблизи HZ есть только два кандидата с Тэффект 248 и 225 К. Оба нечеткие.

http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/FileDownload/nph-download?url=/workspace/TMP_8qzv72_19019/ExoTables/2012.12.16_07.34.53_008984/summary_13035.pdf

http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/FileDownload/nph-download?url=/workspace/TMP_8qzv72_19019/ExoTables/2012.12.16_07.34.53_008984/summary_12887.pdf


Только с эффективной температурой в 300 Кельвинов начинаются очень четкие кандидаты.

http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/FileDownload/nph-download?url=/workspace/TMP_8qzv72_19019/ExoTables/2012.12.16_07.34.53_008984/summary_12101.pdf

http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/FileDownload/nph-download?url=/workspace/TMP_8qzv72_19019/ExoTables/2012.12.16_07.34.53_008984/summary_12244.pdf

Первый уже есть в списке КОI, второго еще нет (даже удительно смотря на четкость транзитного сигнала).

[Olweg]

В сети появился список абстрактов предстоящей 221-й конференции Американского астрономического общества:
http://aas.org/meetings/aas221/science_program

8 января будут доклады по "Кеплеру". В одном из абстрактов обещают опубликовать 480 новых кандидатов на основе данных первых 8 кварталов, и уточнить информацию по уже опубликованным.

From an initial list of nearly 11000 Threshold Crossing Events (TCEs), 480 new targets are identified from their flux time series alone as consistent with transiting planets.

[Searcher16]

Проглядел я уже подтвержденные системы (да-да, они там есть!) в поисках новых кандидатов. Результаты не столь утешительны, но и не столь плачевны: короткопериодный мини-нептун у Kepler-27 (от немцев) обнаружен независимо. Его можно (номер в каталоге KIC 5792202) переводить в подтвержденные планеты. Kepler-58 (она же KIC 4077526) сменила радиус (на 1.09 солнечных) , спектральный класс (теперь T=6082 K) и обзавелась двумя новыми планетами. Параметры системы привожу в таблице ниже. Радиусы планет - указаны в радиусах Земли

Планета   Радиус    Полуось   Период(в днях)
      e           1.52       0.0537       4.45823 
      b           2.44       0.0933      10.21856
      c            2.38      0.1236      15.57388
      d            2.6        0.2322      40.40156       

[Searcher16]

Да, много кандидатов интересных!

Порадовал аналог Марса на эффективной земной орбите (похоже, реальный?):

KIC: 11565158
SNR: 7.2 при 3 транзитах;
Period = 348.82951 [0.01220] d
Teq = 259 K
Rp = 0.67 Re
a = 0.9700 AU
Kp: 9.80
R*: 1.00 Rs
Teff: 5780.0 K
http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/data/KeplerData/011/011565/011565158/dv/kplr011565158-001-20121115231752_dvs.pdf

КРУТО! И это не аналог Марса - если имеет земной состав, то масса - около 0.3 земной, что вполне достаточно как минимум для удержания годной атмосферы.

Звезда 10 звездной величины

Если быть точнее, величина = 9.8. Такое светило (всего на процент-другой тусклее Солнца) почти наверняка занесено и в каталог Hipparcos.
 
Небольшое сравнение:

[Searcher16]

Потихоньку рассматривая DV-файлы, обнаружил вот такое чудо: KIC 6765518

Это единственная система, где все девять сигналов имеют разные, не повторяющиеся периоды. Все девять имеют размеры в ранге каменных планет, трое самых близких к звезде меньше Земли, периоды - примерно 4, 5, 10, 14, 26, 37, 49, 100 и 135 дней. Однако очень смущают продолжительности транзитов и параметр Transit Epoch (у шести он примерно одинаков).

Спрашиваю наиболее подкованных форумчан : какова вероятность реальности всей девятки?

[Dayan]

В сети появился список абстрактов предстоящей 221-й конференции Американского астрономического общества:
http://aas.org/meetings/aas221/science_program

8 января будут доклады по "Кеплеру". В одном из абстрактов обещают опубликовать 480 новых кандидатов на основе данных первых 8 кварталов, и уточнить информацию по уже опубликованным.

From an initial list of nearly 11000 Threshold Crossing Events (TCEs), 480 new targets are identified from their flux time series alone as consistent with transiting planets.

Может быть 480 новых кандидатов в большинстве своём будут небольшими? Ведь кеплеровцы обещали, что будут рассматривать теперь только кандидаты околоземных размеров.
Будет анонсирована также та самая Kepler-61 b - полагаю, аналог Kepler-22 b, только вращающийся вокруг красного карлика.

Порадовал аналог Марса на эффективной земной орбите (похоже, реальный?):

KIC: 11565158

это не аналог Марса - если имеет земной состав, то масса - около 0.3 земной, что вполне достаточно как минимум для удержания годной атмосферы.

Это надо считать, но без спектра атмосферы и даже просто точных параметров звезды любые прогнозы могут не оправдаться. Предположу только, что если планета имеет именно такой радиус и система не очень молодая, её атмосфера вероятно менее плотная, чем земная, а сама планета по плотности занимает промежуточное положение между Землёй и Марсом, в силу чего очень больших водных пространств на планете нет.

Потихоньку рассматривая DV-файлы, обнаружил вот такое чудо: KIC 6765518

Это единственная система, где все девять сигналов имеют разные, не повторяющиеся периоды. Все девять имеют размеры в ранге каменных планет, трое самых близких к звезде меньше Земли, периоды - примерно 4, 5, 10, 14, 26, 37, 49, 100 и 135 дней. Однако очень смущают продолжительности транзитов и параметр Transit Epoch (у шести он примерно одинаков).

Спрашиваю наиболее подкованных форумчан : какова вероятность реальности всей девятки?

Имхо, близкую к нулю. Какие-то события могут принадлежать реальным планетам, но точно не все!

[Olweg]

Однако очень смущают продолжительности транзитов и параметр Transit Epoch (у шести он примерно одинаков).

Да, у внутренних продолжительность великовата... Но из внешних несколько могут оказаться реальными. Кстати, звезда - почти точный аналог Солнца.

Интересно, с чем вообще могут связаны короткопериодичные ложные транзиты - со звёздной активностью, пятнами?

[Dayan]

Однако очень смущают продолжительности транзитов и параметр Transit Epoch (у шести он примерно одинаков).

Да, у внутренних продолжительность великовата... Но из внешних несколько могут оказаться реальными. Кстати, звезда - почти точный аналог Солнца.

Параметры звезды "Экзомарса" KIC 11565158 в DV Summary (радиус, эфф. температура, логарифм уск. своб. падения, металличность) тоже точно такие же. Причём и тут и там они выделены красным цветом. Значит, это кокое-то предположение, а не реальные параметры звёзд, которые по-видимому могут значительно отличаться.

Интересно, с чем вообще могут связаны короткопериодичные ложные транзиты - со звёздной активностью, пятнами?

Тоже интересно. Вероятно, алгоритм поиска выявляет звёздную активность таким образом.
Вспомним замечательный пример - систему Kepler-30 (KIC 3832474). В ней известно три подтверждённые планеты. Согласно статье Alignment of the stellar spin with the orbits of a three-planet system, звезда довольно молода и очень активна, покрыта гигантскими пятнами. А эта же система в списке 18 тысяч предкандидатов имеет двух лишних кандидатов якобы на 382 и 412-дневных орбитах, причём их нет в списке 2321 кандидатов (KOI). Но, это совершенно точно не реальные кандидаты, а активность звезды тут всё прекрасно объясняет!

PS Правда меня смущает, что в списке предкандидатов нет подтверждённой Kepler-30 b.

[vsf]

В сети появился список абстрактов предстоящей 221-й конференции Американского астрономического общества:
http://aas.org/meetings/aas221/science_program

Там много всего вкусного.

1) Какой-то закрытый анонс об открытие в области микролинзирования (под эмбарго)

2) Итоги 3 лет: удалось определить массы и плотности 25 планет Кеплера.

231.01 – Radii, Masses and Densities for 25 Exoplanets from Kepler
G.W. Marcy, UC, Berkeley, Berkeley, CA
02:00 PM-02:15 PM
The Kepler Project has been obtaining Doppler measurements for 25 KOIs during the
past three years. Most harbor planet candidates smaller than 5 times the size of Earth.
We have carried out repeated high resolution spectroscopy of 25 KOIs with the goal of
determining stellar parameters, which in turn constrain both the stellar structure and the
asteroseismological analysis of the Kepler photometry.

3) Первая карта твердой экзопланеты

407.03 – Mapping the Surface of a Rocky Extrasolar Planet: Kepler-10b
J. Rowe, T. Barclay, N.M. Batalha, E.V. Quintana, J. Roberts,
NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA; J. Rowe, E.V.
Quintana, SETI Institute, Mountain View, CA
10:40 AM-10:50 AM
Kepler-10b is a terrestrial planet orbiting its host star every 20 hours. At semi-major axis
of 0.017 AU the planet receives a substantial amount of energy that heats the surface to
approximately 2000 K. Data from the Kepler photometer with its wide band-pass
provides a clear detection of thermal emission from the planet. Additionally, a secondary
eclipse is clearly observed with a depth of 8 parts-per-million. We also also confirm the
detection of a phase curve with a shape dominated by the day-night cycle of the planet.
However, we also see a significant asymmetry in the phase curve. We put forth
planetary surface thermal emission and reflection models which explain the asymmetry
and present a surface brightness map of a rocky extrasolar planet.

[vsf]

http://arxiv.org/abs/1212.4853

Уже начали считать встречаемость планет по данным Кеплера с периодами до 250 дней.

The total frequency for all the planets from 1-16Re within 250 days is ∼ 60%.

[vsf]

Появилось расписание обработки данных Кеплера в ближайшее время

http://www.mpe.mpg.de/events/ropacs-2012/Talks/Still.pdf

[vika vorobyeva]

Если посмотреть зависимость числа "кандидатов в кандидаты" (они же TCE) от отношения длительности транзита к орбитальному периоду (далее для краткости буду называть его q), то можно увидеть любопытную картину:



При малых q число кандидатов проходит максимум, потом быстро падает, при q ~ 0.04 проходит минимум, потом опять начинает возрастать.
Что это может означать?
Для планеты, находящейся на круговой орбите с большой олуосью a
q = 2 arc sin (R/a)/360 = arc sin (R/a)/180,
где R - радиус звезды.
Для a = R (планета вращается непосредственно над фотосферой звезды) q = 0.5,
для a = 2R q = 0.16,
для a = 8R q = 0.04,
для аналога Земли, вращающегося вокруг аналога Солнца, q = 7.4 10^-4.

Согласно алгоритму, выделяющему транзитные события из кривых блеска, полученных Кеплером, количество событий с q > 0.04 (т.е. с величинами большой полуоси, меньшей 8 звездных радиусов) начинает ВОЗРАСТАТЬ. При том, что все обзоры, как транзитные, так и RV, показывают резкое УМЕНЬШЕНИЕ количества планет на самых тесных орбитах. В реальности количество кандидатов с a < 8R должно наоборот резко ПАДАТЬ.
Таким образом, мы очень мало погрешим против истины, просто сочтя все TCE с q > 0.04 ложными кандидатами. Понятно, что тем самым мы наверняка "выплеснем вместе с водой" несколько реальных сверхгорячих планет, но их число будет явно невелико в сравнении с кучей ложняка. После этой операции из 11406 транзитных кандидатов у нас останется 7729.

Ниже представлены диаграммы, любезно предоставленные Эрандиром (к сожалению, он не зарегистрирован на нашем форуме).
На них на всех серым цветом показаны TCE с 0.16> q > 0.04 (в массе своей ложные), синим цветом TCE с q < 0.04, красным - KOI.
Картина получается достаточно наглядная.

Транзитные кандидаты Кеплера на плоскости Период - Радиус кандидата:



То же самое немного в другом масштабе:



То же самое, долгопериодичный "хвост":



Еще нагляднее картина становится, если расположить кандидаты на плоскости Эффктивная температура планеты - Радиус планеты.

Общая картина:



В другом масштабе:



Низкотемпературный "хвост":



Продолжение следует.

[vika vorobyeva]

Что можно сказать, глядя на эти графики.
Во-первых, что поведение серых точек ("сверхгорячих ложных кандидатов") явно иное, чем поведение синих и красных. Они образуют протяженный высокотемпературный "хвост", доходящий до эффективных температур 5-6 тыс. градусов. Вместе с тем поведение синих и красных точек (напомню, что красные точки - это KOI) в интервале периодов от 3 до ~100 суток практически совпадает. Подавляющее число кандидатов (как KOI, так и TCE с q < 0.04) имеют радиусы от 1 до 3-4 земных.

В районе периодов 350-400 и 180-190 суток видны еще два максимума, обеспеченные ложными кандидатами (артефактами обработки данных). Здесь поиски реальных планет становятся поисками иголки в стоге сена. Если смотреть по аналогии с соседними областями, то в  диапазоне  периодов  350-400 суток Кеплер должен был обнаружить около десятка кандидатов размером 0,75-1,25 радиусов Земли и 2-3 десятка  размером 1,25-1,75 радиусов Земли, а не 71 и 304.
Означает ли это, что поиск реальных аналогов Земли (планет земного типа в обитаемой зоне солнцеподобных звезд) невозможен или сильно затруднен? Нет, не означает. Мы всегда можем воспользоваться кандидатами, обнаруженными у звезд несколько холоднее или горячее Солнца, чьи орбитальные периоды не попадают в "лесополосу ложных кандидатов" с периодами 350-400 суток.

Ниже показаны просто кандидаты (синие точки) и кандидаты в зоне обитаемости (зеленые точки) на плоскости Период - Радиус кандидата:



Ниже то же самое, но в другом масштабе (показаны кандидаты с радиусами меньше 2 радиусов Земли с периодами больше 50 суток). Видны зеленые точки, не попадающие в "лесополосу ложных кандидатов" с периодами 350-400 суток.

[Olweg]

Ниже представлены диаграммы, любезно предоставленные Эрандиром (к сожалению, он не зарегистрирован на нашем форуме).
На них на всех серым цветом показаны TCE с 0.16> q > 0.04 (в массе своей ложные), синим цветом TCE с q < 0.04, красным - KOI.
Картина получается достаточно наглядная.

Спасибо. Действительно, весьма наглядно. Хотя некоторые из TCE с q < 0.04 могут быть реальными, но их доля действительно пренебрежимо мала. А количество TCE с q < 0.04 - больше 10 000, почти 60% от общего числа. И ещё около 2 000 имеют периоды в районе года. Это число тоже можно смело исключить, потому что, судя по рисунку 4 из статьи, потенциальных кандидатов там порядка сотни, если не меньше. Итого остаётся менее 6 000 TCE, способных претендовать на звание кандидата. Но это всё равно много.

[Olweg]

Появилось расписание обработки данных Кеплера в ближайшее время

http://www.mpe.mpg.de/events/ropacs-2012/Talks/Still.pdf

Спасибо за ссыль. Ещё один слайд оттуда приведу:

[Olweg]

http://arxiv.org/abs/1212.4853

Уже начали считать встречаемость планет по данным Кеплера с периодами до 250 дней.

The total frequency for all the planets from 1-16Re within 250 days is ∼ 60%.

Наконец-то серьёзный стат.анализ встречаемости планет на основе данных 2012.

We confirm the the sharp drop below 10 days in planet frequency for all sized planets identified by Howard et al. (2012). Beyond 10 days, the most striking feature is that the frequency of Neptune-size planets rises sharply while the smaller planets with Rp from 1-4 R have frequency consistent with being flat in logP.

Мы подтверждаем резкое падение частоты планет с периодами меньше 10 суток для планет всех размеров, выявленное Howard et al. (2012). В области периодов > 10 суток самой поразительной особенностью является то, что частота планет размером с Нептун резко увеличивается [с ростом периода], в то время как распределение более мелких планет с R = 1 - 4 земных - плоское при шкале logP

Угадал:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,51690.msg1900503.html#msg1900503

- начиная с периодов 10 д распределение периодов по логарифмической шкале более-менее ровное <...>
- но для планет с радиусом >3 земных функция распределения совсем другая - с ростом периода частота планет нарастает <...>

Пик в районе 30-50 д тоже наблюдается, но не такой выраженный, может быть, это просто случайный статистический всплеск. Планеты с радиусами 1-2 земных встречаются с той же частотой, что и планеты следующего диапазона с радиусами 2-4 земных.

[Olweg]

Интересно. Там в первом pdf'е график на 8 странице со ссылкой на Howard+ (2012), в arxiv'е этой статьи пока нет. Зависимость распространённости планет от спектрального типа звезды.

Упс. Оказывается, этот график из статьи 2011 года. Почему-то и у Баллард, и у Донга эта статья идёт под 2012 годом.

[Dayan]

Я подумал, а нет ли в списке TCE таких систем, где есть два достаточно долгопериодических "кандидата" с примерно одинаковыми периодами, но не попадающих по периодам в "лесополосу" ложных сигналов? Это могло бы означать обнаружение потенциальных экзолун или двойных экзопланет.

[vsf]

Пик в районе 30-50 д тоже наблюдается, но не такой выраженный, может быть, это просто случайный статистический всплеск. Планеты с радиусами 1-2 земных встречаются с той же частотой, что и планеты следующего диапазона с радиусами 2-4 земных.

Остался вопрос сколько из KOI каталога ложные кандидаты.

Женевцы на Софии насчитали 35% ложных кандидатов при проверке коротко-периодичных газовых гигантов, при наблюдение на Спитцере 35 кандидатов размером между Нептун или СуперЗемлей все показали такую глубину транзита в ИК, как и в оптическом диапозоне (исключили фоновые затменные двойные).