Kepler - космический телескоп для поиска планет

[vsf]

В рамках миссии K2 обнаружили первую транзитную экзопланету, обращающуюся вокруг белого карлика!

Впечатляет! Очень значимое открытие. Имеет непосредственное отношение к вопросу наличия возможных обитаемых планет у этого типа звезд. Многие теоретики сомневались, что у подобных мертвых звезд на тесных орбитах существуют небольшие планеты, примерно размером с Землю. Значит все таки такие планеты существуют, и некоторые из них должны попадать в зону обитаемости.

[vsf]

Хвост планеты направлен по движению (вход в транзит резкий, выход плавный). Уже четвертый подобный случай. Только у транзитов KIC 8462852 все наоборот (вход в транзит плавный, а выход наоборот резкий).

[Dayan]

Хвост планеты направлен по движению (вход в транзит резкий, выход плавный). Уже четвертый подобный случай. Только у транзитов KIC 8462852 все наоборот (вход в транзит плавный, а выход наоборот резкий).

У некоторых комет появляется антихвост - хвост из крупных пылевых частиц, направленный в сторону Солнца (например, такие образования имелись у комет Лулинь, Хейла-Боппа, Аренда-Ролана). Такие антихвосты обычно довольно слабые, но кто сказал, что масштаб комет Солнечной системы - единственно возможный вариант? Может они не показатель всего спектра размеров и конфигураций подобных образований для других систем (особенно для систем с более яркими, горячими и молодыми, чем Солнце центральными звёздами, вдобавок имеющими звёздных компаньонов, которые способны влиять на орбиты больших тел из внешних областей вроде койпероидов)?

Но не будем развивать эту тему, здесь это оффтоп.

[Dayan]

Маленькая планета обращается вокруг WD 1145+017 с периодом 4.5 часов! Максимальное падение блеска составляет 40%! Поскольку кривая блеска не симметрична и не имеет плоское дно, то это указывает на то, что перед нами - испаряющаяся планета, от которой тянется кометоподобный хвост. Это и понятно - планета находится в чудовищных температурных и гравитационных условиях - она разрушается.

Немного добавлю (Cosmic "Death Star" is Destroying a Planet). Кроме планеты с хвостом, на кривой блеска имеются дополнительные небольшие транзиты, по-видимому, вызванные обломками, которые обращаются на орбитах с периодами от 4.5 до 5 часов. Масса всего материала (разрушающейся планеты, хвоста и обломков) предполагается близкой к массе Цереры.
Система расположена в 570 световых годах от Земли.

[vsf]

В оригинальной публикации из Архива.орг пишут, что открытие было сделано после наблюдения 161 белых карликов на первых трех полях К2. Поэтому из геометрической вероятности транзита следует, что такие планеты должны существовать примерно у 30% белых карликов.

Подтверждающие наземные наблюдения смогли установить верхний предел массы испаряющейся планеты в 1.5 массы Юпитера.

Также наблюдения показали наличие у белого карлика ИК-избытка в спектре, что хорошо согласуется с теорией, что ИК-избытки в спектрах таких звезд следствие разрушения местных планет.

[LeMay]

  Получается, что подтверждается гипотеза о планетах и обломочных дисках у богатых "металлами" белых карликов, а таких довольно много - четверть водородных белых карликов и треть гелиевых. https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,116745.msg2799084.html#msg2799084

[Андрей Курилов]

http://lenta.ru/news/2015/10/14/strangestar/

Проверить вроде как достаточно просто - нужно посмотреть, как меняется спектр звезды при затмении, какие линии появляются.

[Dayan]

В статье Young "Dipper" Stars in Upper Sco and ρ Oph Observed by K2 авторы исследовали кривые блеска десяти молодых звёзд (возрастом меньше 10 млн лет) K и M классов, полученные миссией K2 в ходе второй кампании. За период наблюдений 80 дней они показывают 10-20 непериодических или квазипериодических транзитоподобных падений блеска с продолжительностями 0.5-2 суток и глубинами до 40%, то есть, в некотором смысле, эти события являются аналогами KIC 8462852! Но на сей раз авторами получены подробные спектры, включая дальний ИК-диапазон (на WISE, Спитцере, Гершеле, и в одном случае даже ALMA), и даже миллиметровые волны, - в них зафиксированы избытки излучения у всех 10 звёзд, что говорит о присутствии протопланетных дисков размером до 10 звёздных радиусов (из субмиллиметрового диапазона следует, что их массы на порядок меньше нормальных средних протопланетных дисков)!
Авторы находят положительную корелляцию между глубиной падений блеска и избытком ИК! Таким образом, эти падения блеска удовлетворительно объясняются затмениями, происходящими в газо-пылевых дисках, которые расположены ребром по отношению к лучу зрения. В этом сценарии выделяются три механизма, объясняющие сами затмения: первое предположение - эти падения вызывают неоднородности, возникающие из-за деформаций внутреннего края диска (в области коротации, откуда начинает происходить аккреция вещества на звезду); второе предположение - транзиты вызывает турбуленция (вихри), которая создаётся на внутреннем крае диска нестабильностями волн Россби (подробнее см. в тексте); и третье, самое простое объяснение, - что это скопления материала, находящегося в процессе формирования планетеземалей в протопланетном диске.

[vika vorobyeva]

В рамках расширенной миссии Кеплера K2 обнаружен и подтвержден первый горячий юпитер EPIC 204129699 b:
http://arxiv.org/pdf/1510.09149.pdf

Радиус планеты определен плохо (от 0.7 до 1.4 радиусов Юпитера), поскольку транзит скользящий. Масса планеты - 1.77 ± 0.08 масс Юпитера, орбита 1.258-дневная, большая полуось орбиты - 0.022 а.е. (~6 звездных радиусов), эффективная температура около 1750К.
Родительская звезда - достаточно яркая (+10.8 звездной величины), ее спектральный класс G7 V. Из-за своей яркости система является привлекательной целью для будущих исследований атмосферы гиганта методами трансмиссионной и эмиссионной спектроскопии.

[vika vorobyeva]

В рамках расширенной миссии Кеплера K2 обнаружен и подтвержден первый горячий юпитер EPIC 204129699 b:

Это надо было в тему про Кеплер.

Да, это я промахнулась. Можно будет попросить модераторов перенести.

Сегодня в Архиве – интересная обзорная статья по планетам-гигантам в данных Кеплера, подтвержденным RV-методом на спектрографе SOPHIE:
http://arxiv.org/pdf/1511.00643.pdf

Рассматриваются планеты-гиганты с орбитальными периодами до 400 суток, глубиной транзита от 0.4% до 3% у звезд ярче +14.7 звездной величины, всего 129 транзитных кандидатов. Доля ложнопозитивов среди них оказалась довольно велика – 54.6 ± 6.5 %. Авторы оценили частоту встречаемости планет-гигантов в 4.6 ± 0.6% (иначе говоря, примерно каждая 22-я звезда спектрального диапазона F5-K5 имеет рядом с собой планету-гигант с орбитальным периодом короче 400 суток).

Среди 129 кандидатов выборки было найдено 3 коричневых карлика. Частота встречаемости коричневых карликов согласно тем же данным – 0.29 ± 0.17%. Иначе говоря, коричневых карликов примерно в 15 раз меньше, чем планет-гигантов.

Интересно, что доля ложнопозитивов в выборке зависит от орбитального периода кандидатов. Для периодов короче 10 суток доля ложнопозитивов составляет 46.7 ± 9.3%, для периодов в интервале 10-85 суток – 68.6 ± 12.9%, для периодов 85-400 суток – 50.2 ± 12.1%.

[Dayan]

Американцы сообщают об открытии двух транзитных субсатурнов в системе звезды EPIC-203771098 (V = 11.28^m), находящейся на втором поле миссии K2: Two Transiting Low Density Sub-Saturns from K2.
Родительская звезда спектрального класса G3V имеет светимость 1.44 ± 0.33 светимости Солнца, и очень богата металлами ([Fe/H] = 0.42).
Планеты b и c обращаются на орбитах с периодами 20.9 и 42.4 суток соответственно, т.е. находятся во взаимном резонансе, близком к 2:1. Их радиусы равны 5.68 ± 0.56 и 7.82 ± 0.72 радиусов Земли. Массы планет, измеренные с помощью метода лучевых скоростей на HIRES (обсерватории Keck), оказываются равными 21.0 ± 5.4 и 27.0 ± 6.9 масс Земли (при круговых орбитах), что приводит к средней плотности, соответственно, 0.63 ± 0.25 и 0.31 ± 0.12 г/см³, т.е. планеты имеют довольно крупные ядра из тяжёлых элементов: 17.6 ± 4.3 масс Земли у внутренней и 16.1 ± 4.2 массы Земли у внешней.

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве интересная статья от команды "Кеплера":
http://arxiv.org/pdf/1511.07820.pdf

Проанализированы результаты первого года работы расширенной миссии K2 (данные, полученные в наблюдательных кампаниях от 0-й до 3-й). Снималась фотометрия 59 174 звезд, найдено 234 транзитных кандидата у 208 звезд. 68 кандидатов у наиболее ярких звезд сейчас тщательно изучается командой.
В статье приводятся гистограммы распределения кандидатов по размерам и периодам в сравнении с основной миссией. Общая картина повторяется (кандидатов тем больше, чем они меньше по размеру), однако в сравнении с кандидатами на Поле Кеплера у K2 оказывается больше более крупных кандидатов. Оно и понятно – точность фотометрии все-таки снизилась, и мелкие планеты стало искать труднее. Также у K2 относительно больше короткопериодичных кандидатов (с периодами менее 2 суток). Есть и хорошая новость – большинство родительских звезд, наблюдаемых в рамках K2, гораздо ярче звезд на Поле Кеплера (+12 звездной величины против +15-16), это облегчает подтверждение планетной природы RV-методом и дальнейшие исследования кандидатов методом трансмиссионной спектроскопии.
Таблица кандидатов приводится в конце статьи, над ней можно помедитировать

[Dayan]

Подтверждена планета у звезды EPIC 206318379, расположенной на третьем поле миссии K2: The K2-ESPRINT Project III: A Close-in Super-Earth around a Metal-rich Mid-M Dwarf.
Родительская звезда представляет собой M4-карлик (её блеск в V ~16.1^m). Она очень обогащена металлами ([Fe/H] = 0.31 ± 0.13), и удалена от нас на расстояние 53 ± 8 пк (173 световых года). Изображение с применением адаптивной оптики показало отсутствие каких-либо фоновых звёзд, расположенных около EPIC 206318379.
Глубины транзитов планетного кандидата в нескольких спектральных полосах (от оптического до близкого инфракрасного) оказываются почти одинаковыми в пределах 1σ.
Планета обращается на орбите с периодом 2.26 суток и имеет размер 2.38 ± 0.25 R⊕. Она получает примерно столько же тепла, сколько GJ 1214b. Её масса не измерялась, но у такой тусклой звезды сделать это будет проблематично.

[vika vorobyeva]

Глубины транзитов планетного кандидата в нескольких спектральных полосах (от оптического до близкого инфракрасного) оказываются почти одинаковыми в пределах 1σ.

К сожалению, нет. Глубины транзитов в разных полосах максимально отличаются на 2.2 σ. На странице 7 статьи есть рисунок, он очень нагляден - если в красных лучах (полоса r₂) радиус планеты составляет 0.055 ± 0.011 радиусов звезды, то в полосе K_s – 0.087 ± 0.006 радиусов звезды. Так что с этим кандидатом еще надо разбираться.
Понятно, что звезда тусклая, а транзит мелкий, и там трудно что-то разобрать. Но все-таки.

[Dayan]

К сожалению, нет. Глубины транзитов в разных полосах максимально отличаются на 2.2 σ.

Да, моя ошибка – просто неправильно понял, к чему относилась фраза "EPIC 206318379b has the same radius (within 1σ)" в абстракте, а относилась она к GJ 1214b. Согласен, разбираться с этим нужно (например, методом RV хотя бы исключить звезду-компаньон с точностью до км/с).

[Olweg]

Сегодня в Архиве интересная статья от команды "Кеплера":
http://arxiv.org/pdf/1511.07820.pdf

Проанализированы результаты первого года работы расширенной миссии K2 (данные, полученные в наблюдательных кампаниях от 0-й до 3-й).

Пишут, что для ярких звёзд (ярче 12.5 величины) точность фотометрии удалось практически вернуть на уровень основной миссии (фон 10 ppm)! Правда, не сразу. В кампаниях 0 - 2 шум существенно выше, минимум 25 ppm. Не исключено, что это улучшение повлияет на количество кандидатов в будущих кампаниях.

[Searcher16]

Вышла статья о подтверждении многопланеток с полей 1-3 миссии K2:

K2-16: два мини-нептуна (2.02, 2.54x ⊕)с периодами 7.6188 и 19.07863 суток, у оранжевого карлика;
K2-5: тоже мини-нептуны (1.91, 2.26 земных радиусов) с периодами 5.73594 и 10.93241 суток, у другого - позднего - оранжевого карлика;
периоды в системе K2-8 сходны - 5.06416 и 10.35239 суток, но сами планеты побольше (2.41,3.58x ⊕) и погорячее - у среднего оранжевого карлика;
к системе K2-19 добавляется горячая земля d, совершающая полный оборот за 2.50856 дня;
другая предположительно каменная планета обнаружена у оранжевой звезды ГП EPIC 201713348, радиус планеты на 32% превосходит земной, период - 1.42266 суток, ещё в системе присутствует мини-нептун, период обращения которого - 5.34059 суток;
желтый карлик EPIC 203826436 имеет горячую скалистую суперземлю (1.61x ⊕), период которой составляет 4.44117 суток, плюс два субнептуна с периодами  6.42904 и 14.09189 суток;
вторая новая трехпланетка, EPIC 205071984, состоит из трех нептунов, периоды - 8.99218, 20.65614, 31.71922 суток, радиусы - 5.38, 3.48, 3.75 радиусов Земли, родительская звезда - поздний желтый карлик;
наконец, две планеты солнцеподобной звезды EPIC 204221263 удалось взвесить - они оказались неожиданно плотные: внутренняя имеет радиус и массу 1.55 и 12 земных, внешняя - 2.42 и 9.9 земных. Периоды обеих составляют 4.01593 и 10.56103 суток соответственно.

[Dayan]

наконец, две планеты солнцеподобной звезды EPIC 204221263 удалось взвесить - они оказались неожиданно плотные: внутренняя имеет радиус и массу 1.55 и 12 земных, внешняя - 2.42 и 9.9 земных. Периоды обеих составляют 4.01593 и 10.56103 суток соответственно.

Только одна планета плотная. Другая – мининептун или горячая океанида наподобие Kepler-68b, K2-2b и K2-3b. Её плотность 3.6 г/см³.

Кстати, на них ещё похожа и новая подтверждённая планета из основного поля Кеплера: The Kepler-454 System: A Small, Not-rocky Inner Planet, a Jovian World, and a Distant Companion.
В системе похожей на Солнце и относительно яркой звезды Kepler-454 (V = 11.6^m) найдены две планеты – одна транзитная, имеющая период 10.57 суток, и вторая, с периодом 524 суток, открыта RV-методом (её минимальная масса 4.46 ± 0.12 массы Юпитера). Возможно в системе присутствует ещё одна планета (или коричневый карлик), имеющая период больше 10 лет и массу больше 12.1 масс Юпитера.
При размере 2.37 ± 0.13 радиусов Земли, масса внутренней планеты составляет 6.84 ± 1.40 массы Земли, что приводит к её средней плотности 2.76 ± 0.73 г/см³.

[Searcher16]

Команда Kepler'а подтвердила существование самой долгопериодичной (1107 суток  ) из известных на данный момент транзитных планет у двойной звезды KOI-2939 ! Планета - газовый гигант радиусом 1.06 и массой 1.52 юпитерианских, номинально находится в обитаемой зоне, главная звезда системы уже съехала с ГП (F9IV), вторая - пока ещё находится на ней и представляет собой желтый карлик. Период их обращения составляет 11.2588 суток. Интересно, что один из трех транзитов планеты произошел во время затмения родительской пары звезд.

[Olweg]

Интересно бы поискать мелкие транзиты от возможных внутренних планет.