Kepler - космический телескоп для поиска планет

[Erandir]

Не факт. Скорее наоборот

Численное моделирование показывает, что типичной является ситуация, когда масса спутника равна ~10^-4 от массы планеты-гиганта: http://arxiv.org/abs/1205.0301 . Если у Вас есть другая информация - статьи в студию:), только пожалуй, в ветку про экзопланеты, а не Кеплер.

[vsf]

Может как раз уменьшение с 40 до 6% вызванно более строгими ограничениями по этому показателю.

Скорее всего так и есть - раньше Боруцки и Ко тоже брали примерно так - 273-373 K.

Там еще есть значительное расхождение в числе кандидатов даже при одинаковых параметрах. Такое впечатление, что Dressing и Charbonneau тоже писали свой алгоритм и выделяли кандидаты самостоятельно.

В последнем каталоге KOI в диапозон с Тэффек=250-350 К, Re=0.5-1.5, Tefstar<4000 Кельвинов попадает только 3 кандидата. При этом один уже помечен как ложный, а один подтвержденный (удивительно, но в списке Kepler Discovery его нет, также известно что это не Kepler-61b, неужели неопубликованный кандидат?)

А на слайде Dressing и Charbonneau в тех же границах целых 6 кандидатов (против 2 - в три раза больше). Похоже отсюда и такая большая разница в первой и второй оценке.

[Erandir]

Похоже отсюда и такая большая разница в первой и второй оценке.

Спасибо за расследование:) Да, хорошо, когда подробно расписаны "материалы и методы", что бы не приходилось гадать что откуда взялось. И учитывая, что небольшие и короткопериодические транзитные планеты могли ещё не закончиться (в последнем каталоге KOI нам добавили 13 кандидатов у красных карликов, из них 10 - имеют размер меньше 4 радиусов Земли) на поле Кеплера, то оценка встречаемости может быть ещё несколько раз пересмотрена.

[vsf]

Спасибо за расследование:) Да, хорошо, когда подробно расписаны "материалы и методы", что бы не приходилось гадать что откуда взялось. И учитывая, что небольшие и короткопериодические транзитные планеты могли ещё не закончиться на поле Кеплера, то оценка встречаемости может быть ещё несколько раз пересмотрена.

Да не за что. Самое интересное, что все таки в процессе я заинтересовался, что такое на самом деле KOI 1725.01. Что же это за подтвержденный кандидат такой почти идеально близкий к аналогам Земли?

[Erandir]

Что же это за подтвержденный кандидат

Будем ждать публикации, или Вы уже что-то раскопали?

[vsf]

Что же это за подтвержденный кандидат

Будем ждать публикации, или Вы уже что-то раскопали?

Нет, просто я подумал что где-то я возможно ошибся. Может быть это конечно ошибка в KOI таблице, какой смысл светить раньше времени эпохальное открытие?

Порыл немного про планетку.

http://exoplanets.findthedata.org/l/532/KOI-1725-b
Впервые она опубликована в 2011 году. Первоначально эффективная Т звезды была 4240 K. Только в 2012 году ее поменяли на 3240 К - поздний М карлик.

Планету открыли Планет Хантеры.

http://ru.wikipedia.org/wiki/KIC_10905746

KIC 10905746 представляет собой звезду главной последовательности 13 видимой звёздной величины, по размерам и массе намного уступающую нашему Солнцу. Впервые в астрономической литературе упоминается в каталоге 2MASS, опубликованном в 2003 году. Масса звезды равна 57% солнечной, а радиус — 54%.[1] Температура поверхности звезды тоже значительно ниже солнечной, она составляет приблизительно 4240 кельвинов. Светимость звезды составляет всего лишь 8% солнечной светимости.

После переоценки радиус звезды уменьшился с 0.55 до 0.27 радиусов Солнца, а новых оценок массы нет (старая 0.5 солнца). Звезда достаточно сильно похожа на GJ1214, поэтому в теории массу планеты можно было бы определить, сама звезда 13 звездной величины.

В общем вполне возможно, что ее поместили в подтвержденные в связи с тем, что ее открыли любители и она прошла часть проверок на фоновые двойные и был получен детальный спектр.

[vsf]

В дополнение по идеи у такого типа звезды должен быть явный параллакс и собственное движение. Исходя из ее яркости и светимости до нее 10-20 парсек. В общем непонятно.

Ого, оказывается ее еще отбросили из-за большой переменчивости. Думали, что оранжевый карлик, а не красный и понаблюдав 1 квартал прекратили. На фотометрической кривой хорошо видны мощные короткие вспышки. И только после Планет Хантеров начали наблюдать снова.

Из разброса координат вроде как понятно, что звезда не смещалась больше чем на половину угловой секунды за три года. Значит далеко до нее, если только пространственный вектор движения не направлен точно на нас.

[Dayan]

Ого, оказывается ее еще отбросили из-за большой переменчивости. Думали, что оранжевый карлик, а не красный и понаблюдав 1 квартал прекратили. На фотометрической кривой хорошо видны мощные короткие вспышки. И только после Планет Хантеров начали наблюдать снова.

Но как такое возможно? Нельзя же выключать по желанию отдельные части матрицы Кеплера! Или кеплеровцы просто не сохраняли данные по этой звезде в пустом промежутке? Но это же просто недопустимо! Может всё же есть сохранённые данные в указанном промежутке, а на графике их не присоединили?

[Erandir]

И только после Планет Хантеров начали наблюдать снова.

Какой полезный проект:) Посмотрел, ещё аналогичных "confirmed by community" есть 3 штуки - KOI-1727.01 и две даже без KOI, только KIC - KIC-12557548 b и  KIC-8552719 b http://phl.upr.edu/library/notes/currentnasakeplerconfirmedplanets.  Ну что же, будем ждать публикации.

[vsf]

Но как такое возможно? Нельзя же выключать по желанию отдельные части матрицы Кеплера! Или кеплеровцы просто не сохраняли данные по этой звезде в пустом промежутке? Но это же просто недопустимо! Может всё же есть сохранённые данные в указанном промежутке, а на графике их не присоединили?

У Кеплера большие ограничения в передаче данных. При каждой передаче приходиться прекращать наблюдения, разворачивать весь аппарат (антенна не поворотная из-за экономии средств).

Поэтому берется информация только с 100-200 тысяч пикселей из 100 млн. в камере Кеплера. Звезда первоначально было классифицирована как оранжевый карлик (Т=5780 К) поэтому из-за большой вспышечной активности ее тут уже убрали (даже удивительно как быстро, видимо ее в Q0 еще снимали поэтому было время между передачами данных). G и К типов у Кеплера очень много поэтому отбирают наиболее мало шумные.

Вообще говорят в фотометрии Кеплера еще много неизвестных звезд поздних типов. Есть даже L-карлики.

http://www.noao.edu/perl/abstract?2012A-0213

Title: A spectroscopic follow-up of ultracool dwarf candidates in the Kepler field of view
Abstract: We have used selection criteria based on photometry and proper motions to select ultracool dwarf candidates from the Kepler Input Catalog (KIC). We have obtained follow-up low-resolution optical spectroscopy for 5 of these candidates at the 4m Mayall telescope at KPNO in 2011B which allowed us to confirm that their spectral properties are those of ultracool dwarfs (4 mid to late-M and one L-type) with 100% success rate (i.e. so far the candidate selection is without any contamination). These objects provide excellent targets for transit searches and variability studies at the ultracool end of the spectrum. We estimate that given the Kepler precision expected for their brightness and their small radii, a detection of earth sized planets is feasible around them. In this proposal we request time to obtain spectroscopic confirmation of 27 additional ultracool dwarf candidates that will extend our study to find more ultracool dwarfs for follow-up study using Kepler.

Думаю это связано с тем, что основной источник выявления таких звезд через обнаружение больших собственных движений по небу, а если вектор движения имеет небольшой угол к нам, то их отличить от тех же красных гигантов затруднительно без детальных спектров.

[Erandir]

Есть даже L-карлики

Да, транзиты у L-карликов на Кеплере это очень круто! Моделирование показывает, что системы там должны быть очень компактные. А глубины транзитов такие, что с земли ловить можно, по крайней мере PanSTARRS собираются: http://isites.harvard.edu/fs/docs/icb.topic541038.files/ay98_reading10.pdf
Но на Кеплере же это намного качественней!

[vsf]

Но на Кеплере же это намного качественней!

Для некоторых говорят уже за 2 года фотометрия получена.

http://www.noao.edu/perl/abstract?2012B-0233

Title: A Great Spot on a Kepler L Dwarf
Abstract: We are using NASA's Kepler Mission to obtain an unprecedented two- year photometric time series on a nearby L1 dwarf. We request MMT optical spectra and KPNO near-infrared photometry taken simultaneously with Kepler photometry to enable the physical interpretation of the variability. Variations seen in other L dwarfs have been attributed to clouds, flares, and (magnetic) starspots, but the interpretation remains ambiguous due to limited time coverage and the lack of simultaneous spectral data. Multiwavelength data can distinguish between magnetic spots and dust clouds.

[Erandir]

A Great Spot on a Kepler L Dwarf

Угу:) А картинка ниже наглядно отображает качество фотометрии для коричневого карлика если учесть, что пятно ослабляет светимость на 23,6%:

http://spider.ipac.caltech.edu/staff/davy/CS17/pdfs/Gizis.pdf
Если предположить радиус L-карлика равный 0,08 солнечного, то эти 23,6% эквивалентны транзиту планеты радиусом 4,24 земных.

[Olweg]

Ну, а я продолжаю копаться с распространённостью планет у обычных звёзд. Сравнил на этот раз более подробно работы Донга, Фрессина и Петигуры.

По Донгу распределение должно быть более равномерным, хотя, может быть, это только кажется визуально, потому что диаграмма там логарифмическая. Но по крайней мере суммарная частота "мининептунов" (R=2-4) в пределах 200 суток практически совпадает в обоих работах: и там, и там около 30%. И это хорошо.

К сожалению, не так хорошо, как хотелось бы. Донг и др. действительно пишут, что "within 250 days, Earth-size and Super-Earth-size planets have almost the same cumulative frequency∼30%", но, судя по графикам из статьи, частота "Super-Earth-size planets" получается 25%, а не 30% (Super-Earth-size - это у них "мининептуны" с R=2-4, а "Earth-size" - с R=1-2). У Фрессина же кумулятивный процент "мининептунов" составляет 31% до 245 суток. Разница в диапазоне 1-2R ещё больше: у Донга 22% до 78 суток, а у Фрессина 33% до 85 суток.

Ну и наконец есть данные Петигуры с частотой планетных систем 15.3% и 9.3% для диапазонов 1-2R и 2-4R в пределах 5-50 суток. У Донга в этом диапазоне получается соответственно ~16.5% и ~14.5% планет, отношение 1.08 и 1.56 к цифрам Петигуры, а у Фрессина - ~25% и ~17.7%, отношение 1.64 и 1.91. Последние цифры мне лично кажутся более реалистичными, вряд ли большинство "земель" (или "суперземель", не знаю уж, как правильно назвать) одиночны в пределах 5-50 суток, тем более что среди них много короткопериодичных. Реальный коэффициент многопланетности в данном случае близок к 2, но, конечно, он меняется в зависимости от диапазона периодов и радиусов.

http://arxiv.org/abs/1207.5250
http://arxiv.org/abs/1212.4853

Сопоставив данные этих двух работ, можно прийти к выводу, что планеты более 1.5 земных радиусов с периодами меньше 200 суток встречаются примерно у четверти звёзд солнечного типа. По крайней мере, в поле "Кеплера".

Пересчитал точнее. У Фанг коэффициент многопланетности в указанном диапазоне равен примерно 1.75 (54% однопланетных систем, 27% двухпланетных, 12% трёхпланетных и т.д.). У Донга в итоге получается чуть больше четверти - 27.3%, а по данным Фрессина - 33%, за счёт в основном планет меньшего радиуса. То есть "планеты более 1.5 земных радиусов с периодами меньше 200 суток" встречаются примерно у трети звёзд солнечного типа.

Интересно сравнить с результатами Майора и др. по данным HARPS. Они тогда получили больше 50% систем с хотя бы одной планетой ближе 100 суток. Но нижняя граница этого распределения довольно неопределённая и зависит от точности спектрометра, поэтому лучше воспользоваться более чётким диапазоном, который впервые применил Говард ещё в 2010, а европейцы проверили его на основе своих данных. У них получилось 27.7% планет с массами от 3 до 30 земных ближе 50 суток, и ещё 2% гигантов. У Петигуры то ли почему-то совсем нет гигантов, то ли он их отсеял, а суммарное число систем с планетами радиусом меньше 6 земных составляет 24.9%. Вроде близкие значения, но у европейцев нижний предел - 3 земные массы, при земном составе это соответствует радиусу около 1.34 земных, что исключает из списка Петигуры почти все "земли" и оставляет только 17.3%. Таким образом, расхождение между данными "Кеплера" и HARPS - около 60%, и это как минимум, потому что, как видно на примере Кеплер-11, далеко не все планеты с массами в 3 земных имеют земной состав.

В чём причина этого расхождения - совершенно непонятно. Раньше уже проскакивала информация о том, что ГЮ в поле "Кеплера" встречаются раза в два реже, чем по результатам доплеровских поисков (у 0.5% звёзд против 1%). Тут, похоже, аналогично. Систематическая ошибка в определение радиусов звёзд? Но Петигура пишет, что спектры 100 звёзд с кандидатами проверялись на HIRES, что позволило уточнить звёздные параметры. Да и звёзды в выборке достаточно яркие. Разная металличность? Это может объяснить расхождение по ГЮ, но вряд ли по "нормальным" системам - они слабо зависят от металличности.

[vsf]

Olweg, 60% это сравнительно небольшое расхождение, учитывая, что достоверно неизвестно сколько ложных кандидатов на HARPS и у Кеплера. Точно можно будет сравнить, когда у хотя бы сотни кандидатов Кеплера определят реальную массу, а у кандидатов HARPS произведут достоверный поиск транзитов. Пока кажется транзитных планет у маломассивной выборки Женевской группы не обнаружено. Только со временем будет получена большая определенность в этом вопросе.

[Olweg]

Мне кажется, это много. Погрешности всё же уже не так велики, в отлавливании кандидатов с R>1.4 у ярких звёзд "Кеплер" весьма эффективен, если верить Петигуре (рисунок 6 в его статье). И у него уже данные за 12 кварталов. Да и независимо, если пересчитать результаты Фрессина или Донга с учётом реалистичного коэффициента многопланетности (который пока, конечно, слишком неопределёнен, но вряд ли мал), 50%, как у Майора, получить не удаётся. Если же судить по результатам HARPS-Upgrade GTO, то 50% выглядят вполне реалистичными. Не знаю, в чём тут дело.

[vika vorobyeva]

Раньше уже проскакивала информация о том, что ГЮ в поле "Кеплера" встречаются раза в два реже, чем по результатам доплеровских поисков (у 0.5% звёзд против 1%). Тут, похоже, аналогично. Систематическая ошибка в определение радиусов звёзд?

Я думаю, отчасти верны обе цифры. Тут дело в том, что для поиска гигантов, как правило, отбирают выскометалличные звезды, а на поле Кеплера - какие попало Поэтому среди выборки HARPS действительно горячие юпитеры могут встречаться в 2 раза чаще, чем у Кеплера.

[vsf]

Погрешности всё же уже не так велики

Это по мнению авторов. А в реальности думаю +/-50% это вполне реальная цифра. У микролинзовых обзоров даже для красных карликов до сих пор гигантские погрешности:

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,93046.0.html

Авторы анализируют данные по планетам, обнаруженным методом микролинзирования. Статистика такова: 10-20 процентов звезд имеют планеты с массой 0.3-10 масс Юпитера; холодные нептуноподобные планеты (10-30 масс Земли) есть у 30-70 процентов звезд; наконец, суперземли (5-10 масс Земли) есть у 25-95 процентов. Речь идет об орбитах размером 0.5-10 а.е.

Или по микролинзовым обзорам выходит, что на каждую звезду в Галактике приходиться по 1-2 блуждающих газовых гиганта, а WISE находит, что в солнечной окрестности Y, L, T-типов гораздо меньше, чем M-типов.

[Olweg]

Я думаю, отчасти верны обе цифры. Тут дело в том, что для поиска гигантов, как правило, отбирают выскометалличные звезды, а на поле Кеплера - какие попало

Мне кажется, в этом случае частоту пересчитывают на звёзды всего диапазона. Хотя могу ошибаться, надо бы посмотреть.

Погрешности всё же уже не так велики

Это по мнению авторов. А в реальности думаю +/-50% это вполне реальная цифра. У микролинзовых обзоров даже для красных карликов до сих пор гигантские погрешности:

Но у них и выборка крохотная.

[vsf]

Еще расхождение можно объяснить тем, что наклонения планетных систем в Галактике распределены не случайным образом, а имеют какое-нибудь преобладающее направление.