Kepler - космический телескоп для поиска планет

[vsf]

И только после Планет Хантеров начали наблюдать снова.

Какой полезный проект:)

Кстати вот как у Планет Хантеров эти транзиты выглядят.
http://planethunters.files.wordpress.com/2012/11/kavli_poster3.pdf

Поздние М-карлики пожалуй единственные звезды, у которых одиночный транзит размером с Землю можно разглядеть визуально, без программного обеспечения.

[Olweg]

Интересно сравнить с результатами Майора и др. по данным HARPS ... У них получилось 27.7% планет с массами от 3 до 30 земных ближе 50 суток, и ещё 2% гигантов.

Сомнения закрались... Считали ли они в этом случае частоту планет или планетных систем? У самого Говарда вроде как оценивалось просто суммарное количество планет. Попытался сейчас пересчитать все вовлечённые планеты у них на графике (график 6), получается, что учитывали они все планеты, в том числе вторые-третьи в системах. Со счёта, правда, там легко сбиться. И дополнительное сомнение вылезло: а правильно ли европейцы учитывали фактор многопланетности в итоговом своём расчёте? Может быть, в этом и зарыта причина расхождений.

Если же принять, что, действительно, 27.7% - это частота планет, а не планетных систем, то всё сходится. У Фрессина частота планет в этом диапазоне (с R<6) равна 28%, если принять нижнюю границу размеров за 1.7R. Это соответствует средней плотности 3.4 г/см³. Вполне реалистично.

[Olweg]

Проверил по таблице (таблица 3) - да, всё сходится, если добавить ещё и кандидаты. Учитывались все планеты. Такое впечатление, что кандидаты они посчитали дважды, но, правда, их всего три штуки и особой погоды они не делают.

[Olweg]

Изрядно подумал над тем, почему Майор и Ко могли ошибиться в оценке частоты систем. Приходит на ум такой радикально упрощённый пример. Пусть в выборке HARPS будет четыре планетные системы с двумя планетами каждая в пределах периодов 50 суток. Итого 8 планет, пусть они будут для простоты одной массы. Все четыре внутренние планеты, находясь ближе к звёздам и выдавая более сильный сигнал, распознаются со 100% вероятностью, а внешние - только с 50%. В итоге HARPS обнаружит четыре внутренние и две внешние планеты. Дальше начинается обработка результатов. Харпсовцы учитывали планеты с самым слабым сигналом, в нашем случае это будут две внешние планеты в тех системах, где обнаружены обе планеты, и две внутренние в тех, где внешние утонули в шуме. После этого вводится поправка на неполноту, две внешние планеты делятся на 50% вероятность их обнаружения и исследователи приходят к выводу, что таких систем должно быть четыре. Плюс две внутренние планеты, к которым поправку вводить не надо, потому что вероятность их обнаружения 100%. Итого получается 6 планетных систем вместо реальных 4.

[vsf]

Olweg

Самое простое это сравнить число звезд у HARPS с достаточным количеством измерений с планетами и без них.

Есть и такой слайд от 2010 года.
http://online.kitp.ucsb.edu/online/exoplanets10/udry/

Можно попытаться пересчитать со свежими данными.

[Том Хэнкс]

Интересно, на сайте "Кеплера" выкладываются rav изображения, что бы посетители сайта помогали искать транзиты планет?

[AlexOrex]

Интересно, на сайте "Кеплера" выкладываются rav изображения, что бы посетители сайта помогали искать транзиты планет?

Можно здесь анализировать кривые блеска:
http://www.planethunters.org
Соответствующие темы на Астрофоруме:
PlanetHunters – поиск экзопланет
Портал Zooniverse

[Olweg]

Olweg

Самое простое это сравнить число звезд у HARPS с достаточным количеством измерений с планетами и без них.

Если бы была информация по количеству измерений и log R_HK - конечно. Но, по сути, работа Майора и др. является итоговой, и она должна включать в себя как подтверждённые планеты, так и кандидаты из презентации Удри (правда, кандидатов там всего 6 штук, но вряд ли они что-то утаивали, ведь иначе результаты были бы неполными). Вероятность обнаружения планеты в статье посчитана для каждой звезды. Кроме того, приведены кривые равной вероятности для диапазона периодов-масс, так что можно самостоятельно прикинуть, например, отношение числа планет к числу звёзд, учтя все доп.планеты в многопланетных системах. По крайней мере, такие цифры можно будет напрямую сравнивать с результатами Фрессина. Попробую это сделать, но чуть позже...

[alexday457]

  Я вот подумал, а не даром на земле есть жизнь, три планеты в зоне жизни, ранние условия на всех 3 похожи были, но две потеряли устойчивость одна превратилась в ад другая в арктическую пустыню! Нам повезло больше всех, мы оказались самыми живучими..... Хоть у одного кандидата, имеются  3 планеты в зоне жизни Кеплеровского?! Так уникальны условия у нас?! 3 Планеты в зон жизни эта фортуна! Тут ещё пришла мысль в голову на Венере и Марсе возможно была тоже жизнь, которая была занесена на Землю! Так значит выходит из 3 планет в зоне жизни только одна обитаема будет, верней иметь многоклеточную сложную жизнь!

[Erandir]

имеются  3 планеты в зоне жизни Кеплеровского?!

Если подойти к вашим вопросам "формально", то Венера не попадает в зону жизни по Баталье с соавторами - у неё эффективная температура при альбедо 0,3 (которое используется для прикидки температуры кандидатов Кеплера) будет 300 K, а верхняя граница - 270 K. До полуторалетних орбит Кеплер только начал дотягиваться, но звезда с двумя TCE (не KOI!) размера земель в зоне обитания и периодами в р-не года и менее есть - KIC-7940959. Она фигурировала в дискуссии несколькими страницами ранее.

[alexday457]

имеются  3 планеты в зоне жизни Кеплеровского?!

Если подойти к вашим вопросам "формально", то Венера не попадает в зону жизни по Баталье с соавторами - у неё эффективная температура при альбедо 0,3 (которое используется для прикидки температуры кандидатов Кеплера) будет 300 K, а верхняя граница - 270 K. До полуторалетних орбит Кеплер только начал дотягиваться, но звезда с двумя TCE (не KOI!) в зоне обитания и периодами в р-не года и менее есть - KIC-7940959. Она фигурировала в дискуссии несколькими страницами ранее.

Как не попадает так группа не так считает... Почему такая узкая зона жизни?! И в обще зона жизни это относительное понятия, супер Земли в зоне жизни, наверное все как Венеры по температурам поверхности из за плотных атмосфер! Только по ближе режиму Марса они остывают до Земных значений!

[Erandir]

Почему такая узкая зона жизни?!

70 K разве узкая?

И в обще зона жизни это относительное понятия

Относительное. Но вы сами спросили про планеты в зоне жизни у нас и среди открытий Кеплера, правильно? Мы пока не знаем какие на самом деле условия на тех возможных планетах. Мы даже не знаем, сколько из них на самом деле существуют. Но имеющийся критерий удобен для черновой прикидки.

Upd: учитывая характер кривых блеска:
http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/data/KeplerData/007/007940/007940959/dv/kplr007940959-001-20121115231752_dvs.pdf
http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/data/KeplerData/007/007940/007940959/dv/kplr007940959-002-20121115231752_dvs.pdf
TCE у KIC-7940959 можно исключить из рассмотрения - явно ложное срабатывание поискового алгоритма. Учитывая, что это даже ещё не кандидаты, то ситуация нормальная. До полноценных кандидатов с соответствующими параметрами ещё идти.

[Olweg]

Попробую это сделать, но чуть позже...

Как и обещал. Посчитал для нескольких диапазонов.

1. Массы от 3 до 100 земных и периоды меньше года (рисунок 7 из статьи Майора). Это данные только HARPS, без привлечения CORALIE. Суммарная частота планет (плюс кандидатов) с учётом только одной, наиболее трудноуловимой планеты в системе, у меня получилась 46%. В статье приводится значение 47%±7%. Обнадёженный таким совпадением, я посчитал также процент дополнительных планет. Таковых оказалось 15%. Итого суммарная частота всех планет в этом диапазоне равна примерно 61%.

2. Чтобы сравнить с результатами Фрессина, я выкинул из диапазона 1 все планеты с M>30. Предсказуемо процент снизился незначительно, всего лишь до 57%. У Фрессина я учёл только кандидаты с R<6. Конечно, какие-то из "нептунов" могут иметь и больший радиус, а какие-то из более массивных планет - меньший, но погрешность, думаю, тут очень небольшая. Поскольку "суперземли" у Фрессина учтены только до 145 суток, а "мининептуны" - до 245, пришлось экстраполировать исходя из гипотезы о ровной функции распределения. В итоге, для того чтобы получить суммарный процент 57%, выборку пришлось ограничить кандидатами с R>1.6. То есть доплеровской массе 3 земных соответствует транзитный радиус 1.6 земных. Средняя плотность при этом равна 4 г/см³.

3. Но слишком уж мало планет обнаружено европейцами с периодами больше ~150 суток. Возможно, HARPS всё ещё слабо чувствителен к таким планетам из-за малого количества орбит за время наблюдения. Частота планет с P<145 д уменьшается всего на 2%: с 57% до 55%. У Фрессина снижение более резкое; для получения частоты 55% пришлось уменьшить нижнюю границу радиусов до 1.37 земного. Средняя плотность при этом составит 6.4 г/см³. Для сравнения, планета с массой 3 земных и земным составом должна иметь плотность в районе 6.7-7.0 г/см³. Возможно, большинство планет с массами около 3 земных уже вполне земле- или венероподобны, и мининептуны вроде Кеплер-11f - редкое исключение. Впрочем, погрешности и неопределённости для окончательных выводов слишком высоки: ошибка в определении частоты всего в 5% приводит к снижению плотности на 1.5 г/см³.

4. Проверил ещё раз диапазон меньше 50 суток. Выяснилось, что Майор и др. учитывали всё же одну планету в системе (но при этом в таблице 2 привели общее количество планет, что меня и смутило). То есть 27.7% - это частота планетных систем по оценке европейской группы. А частота планет при этом будет ~34%. Чтобы сравнить с результатами Петигуры, пришлось ограничить периоды снизу 5 суткам, что уменьшило частоту до ~31%. Этой частоте соответствуют у Фрессина планеты с радиусами R=1.47-6.0. Плотность планеты с R=1.47 и M=3 должна составлять 5.2 г/см³. У Петигуры в рамках диапазона R=1.47-6.0 частота планетных систем равна ~16%. Сопоставив данные европейской команды по частоте планет и данные Петигуры по частоте систем, можно получить отношение чуть меньше 2 планет на систему (не считая более мелких, с R<1.47).

Выводы:
1. Частота планетных систем рассчитана у европейской команды по данным HARPS и у Фрессина и др. по данным "Кеплера" с систематическими ошибками. Пример, почему могли ошибиться европейцы, я уже приводил, результаты Фрессина можно проиллюстрировать таким образом. Пусть будет три транзитные системы с двумя планетами каждая с P<50 д. В двух системах обе планеты транзитны, в одной транзитна только внутренняя. Кроме того, одна из планет в двухтранзитной системе выдаёт слишком слабый сигнал и не ловится "Кеплером". В итоге в каталог будут занесены три системы с четырьмя кандидатами (1.33 кандидата на систему). С учётом поправок на неполноту по методике Фрессина количество планет оценивается близко к реальному. А вот для расчёта количества (и частоты) систем общее количество планет делится на коэффициент 1.33, взятый из каталога, тогда как в реальности в этом примере он равен 2.
Частота планетных систем у Петигуры, скорее всего, близка к реальной, может быть, с небольшим завышением, поскольку он брал кандидаты с самым высоким SNR в системе.

2. Частота планетных систем по данным HARPS вероятно ближе к 30-40%, чем к >50%.

3. Средняя плотность планет из нижнего диапазона сравниваемых масс и радиусов достаточно высока, что, скорее всего, означает высокую долю "твёрдых" планет.

[vsf]

Проблема с гиродинамии становиться все более серьезной.

http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/news/keplerm-20130117_prt.htm

The Kepler project team has completed two science data downloads since the last update. The most recent data download on Jan. 11, 2013 included a quarterly roll to winter attitude. This marked the successful completion of Quarter 15 flight operations and the beginning of Quarter 16.

Earlier this month during a semi-weekly contact with the spacecraft, the team detected an increase in the amount of torque required to spin one of the three remaining reaction wheels. This increase in friction occurred before the Jan. 11, 2013 quarterly roll, and persisted after the spacecraft roll and several momentum desaturations of the reaction wheels. Increased friction over a prolonged period can lead to accumulated wear on the reaction wheel, and possible wheel failure. To minimize wheel friction, the team implemented several mitigations including increased operating temperatures, higher spin rates, and bi-directional operation following the failure of reaction wheel #2 in July 2012.

Given the persistence of this recent event in reaction wheel #4, the project team will place the Kepler spacecraft in a "wheel rest" safe mode for a period of ten days beginning today. Science data collection will be stopped during this period and the spacecraft solar panel orientation will be aligned with the sun to maintain positive power for Kepler. This is similar to a normal safe mode configuration, but with thrusters maintaining attitude instead of reaction wheels. Resting the wheels provides an opportunity to redistribute internal lubricant, potentially returning the friction to normal levels.

Once the 10-day rest period ends, the team will recover the spacecraft from this resting safe mode and return to science operations. That is expected to take approximately three days. An update will be posted after the wheel rest operation is complete.

[Searcher16]

Вышла небольшая статейка по исследованию KOI расположенных в ОЗ.

Выводы оттуда:

1)Кандидат KOI-1431.01 перешел из сатурнов в мини-сатурны
.
2)Кандидат KOI-433.02 - наоборот, подтвердил свои габариты. Родительская звезда - желтый карлик со светимостью 0.7 солнечных и возрастом 3.7 млрд лет. Наличие второго кандидата резко увеличивает шансы на то, что система реальна.

3)KOI-3010.01 осталась почти неизменной: период около 60 дней и радиус 1.35 земных.

4)KOI-1686.01 заметно похудела (радиус 1.16 земных) и похолодала. Получает примерно 56% от той энергии, что Земля от Солнца, но это не проблема - инфракраса на нагревание до жизнепригодных температур хватит.

5)Появился новый кандидат - KOI-2626.01, и очень хороший - радиус 1.14 земных. Период 38 дней, родная звезда - самая тусклая в выборке - всего 0.02 светимостей Солнца, 16й видимой величины.

[Olweg]

3. Средняя плотность планет из нижнего диапазона сравниваемых масс и радиусов достаточно высока, что, скорее всего, означает высокую долю "твёрдых" планет.

Не учёл, что доплеровская масса - это на самом деле m*sin i. Среднестатистически плотности должны быть ещё на 15% больше.

[Dayan]

4)KOI-1686.01 заметно похудела (радиус 1.16 земных) и похолодала. Получает примерно 56% от той энергии, что Земля от Солнца, но это не проблема - инфракраса на нагревание до жизнепригодных температур хватит.

Вообще-то, в эти 0.56 входит не только энергия приходящего видимого излучения, но и ИК и УФ тоже, поскольку светимость звезды рассчитывается исходя из температуры и радиуса звезды (см. стр. 11), а не из расстояния до звезды и видимой зв. величины V. Т.е. эффективная земная орбита для каждой звезды высчитывается исходя из её болометрической светимости, определяемой эффективной температурой.

[Александр Репной]

Инженеры НАСА перевели орбитальный телескоп "Кеплер", занимающийся поиском планет за пределами Солнечной системы, в "спящий" режим до конца недели из-за проблем с одним из гироскопов, говорится в сообщении американского космического агентства. Работа телескопа, запущенного в мае 2009 года, временно приостановлена до 27 января после того, как с одного из трех функционирующих гироскопов аппарата стали поступать сигналы о повышенном трении. Избыточный износ гироскопа может привести к его отказу, и тогда аппарат лишится половины своей системы ориентации — первый гироскоп отказал в июле 2012 года.

Подробнее: http://ria.ru/science/20130121/919079897.html

[alexday457]

4)KOI-1686.01 заметно похудела (радиус 1.16 земных) и похолодала. Получает примерно 56% от той энергии, что Земля от Солнца, но это не проблема - инфракраса на нагревание до жизнепригодных температур хватит.

Вообще-то, в эти 0.56 входит не только энергия приходящего видимого излучения, но и ИК и УФ тоже, поскольку светимость звезды рассчитывается исходя из температуры и радиуса звезды (см. стр. 11), а не из расстояния до звезды и видимой зв. величины V. Т.е. эффективная земная орбита для каждой звезды высчитывается исходя из её болометрической светимости, определяемой эффективной температурой.

С учётом что планета больше земли вполне вероятно что она обитаема, световой режим Марса  там! Я думаю ближе к нашей зоне обитания, Супер Земли будут превращаться в ад Венеры! Так что до СуперЗемель самая идеально получать 70-45 процентов энергии что земля от Солнце получает!

[vsf]

http://arxiv.org/abs/1301.5499v1

Анализ на TTV за 3 года. Около 100 систем из старого списка KOI за 2012 год показывают явные колебания. 37 из них уже подтвержденные (обозначение Kepler-N).