Kepler - космический телескоп для поиска планет

[SpaceEngineer]

от себя могу добавить, что при металличности -0.55 их общая масса вряд ли превышает 0.9 земных

Не сходится, 0.15 + 0.24 + 0.27 + 0.29 + 0.54 = 1.49. В статье приводится оценка массы пылевой компоненты протопланетного диска в 4 M⊕, что в общем-то согалсуется с наблюдаемыми массами планет, и скороее всего означает, что больше планет в этой системе нет (по крайней мере у главной звезды). Также они высказывают предположение, что изначальный диск был необычайно массивным, что и привело к формированию двух красных карликов вместо планет во внешней его части.

[Searcher16]

Сходится с результатами TTV - предварительные оценки масс этим методом приводились ранее в этой теме и составляют 0.14 земных для 4 планеты:

Обычно планетная система у двойной звезды простирается вплоть до границы устойчивости орбит.
Так что у Kepler-444 наверняка есть ещё такие же битые астероидами безъядерные шарики, самый дальний из которых может быть и в зоне обитаемости.

[Foma]

arxiv:1601.02706
Проведен подробный анализ K2-9b и K2-26b - небольших планет у М-карликов. Уточненные периоды - 18.5 и 14.56 дней, размеры - 2.25±0.7 и 2.67±0.44 радиусов Земли, равновесная температура оценивается в  314±60 и ~430 К. Вид транзита последней планеты указывает на заметный эксцентриситет орбиты, по меньшей мере e>0.14, хотя RV-наблюдения никаких крупных тел в системе не выявили. Сейчас ее изучает "Спитцер". А K2-9b помимо комфортного теплового режима примечательна высокой УФ-активностью своей звезды, фотохимия ее атмосферы должна быть весьма своеобразна.

[Dayan]

В сегодняшней статье, посвящённой системе Kepler-10 (Revised Masses and Densities of the Planets around Kepler-10), авторы сделали переоценку масс двух транзитных планет: с помощью Keck-HIRES получили несколько десятков новых измерений лучевой скорости звезды, доведя общее их количество до 220; также проанализировали фотометрию за все 17 кварталов основной миссии Кеплера.
Итак, масса планеты Kepler-10b при R_p = 1.47 R⊕ составляет 3.72 ± 0.42 M⊕, приводя к средней плотности 6.46 ± 0.73 г/см³. Это немного больше, чем предыдущая оценка. Планета несомненно железно-каменная: моделирование подсказывает, что доля железного компонента составляет 0.17±0.11 от полной массы (это меньше, чем у Земли, у которой эта доля примерно 0.32).
Масса планеты Kepler-10c оказывается ниже, чем в предыдущей оценке – при R_p = 2.35 R⊕ она оценивается в 13.98 ± 1.79 M⊕, приводя к плотности 5.94 ± 0.76 г/см³. Такая плотность говорит об оболочке из лёгких элементов, простирающейся минимум на 16% от радиуса, если она состоит из водорода-гелия (0.2% от полной массы планеты), либо на 29% радиуса, если она состоит из воды в сверхкритическом состоянии (в модели из водной оболочки её массовая доля достигает 28% полной массы планеты). Так что пока никаких мегаземель!
Дополнительно, TTV Kepler-10c указывает на существование минимум одной дополнительной планеты в системе. Она нетранзитна, и может иметь период 24, 71, или 101 суток, и массу 1-7 M⊕ (при больших периодах она находится под порогом чувствительности спектрографов).

[Dayan]

Но теперь на звание потенциальной мегаземли претендует новооткрытая планета, обращающаяся вокруг звезды BD+20594 (V = 11.04^m), и обнаруженная  в ходе 4-й Кампании миссии K2: A Neptune-sized Exoplanet Consistent with a Pure Rock Composition.
Родительская звезда представляет из себя жёлтый карлик, только немного уступающий Солнцу по массе и светимости (L = 0.88 L_⊙).
BD+20594b обращается с периодом 41.69 суток и имеет радиус, равный 2.23 ^+0.14_−0.11 радиусов Земли. Планета найдена всего по двум транзитам. Её масса, измеренная с помощью HARPS, составляет 16.3 ^+6.0_−6.1 масс Земли. Погрешность велика из-за относительно малого числа RV-измерений (всего 23 спектра). Таким образом, средняя плотность планеты составляет 7.89 ^+3.4_−3.1 г/см³. Такую величину предполагает чистый силикатный состав, но поскольку в природе "чистое" маловероятно, то скорее всего она имеет небольшое железное ядро, а значит и небольшую (в долевом от общей массы отношении) оболочку из лёгких веществ. Авторы оценивают вероятность того, что планета скальная в 43%.
При величине альбедо 0, поверхностная температура планеты составит 546 K.

Кстати, BD+20594b оказывается очень похожей на Kepler-10c по параметрам (у которой период 45.3 суток, радиус 2.35 радиусов Земли, и масса 14 масс Земли). 

[Dayan]

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.

В отредактированной версии их статьи (http://arxiv.org/abs/1511.08508) глубины транзитов на разных длинах волн этой планеты отличаются уже не так сильно (они учли какие-то эффекты вроде влияния земной атмосферы), и в пределах погрешностей становятся более близкими к кеплеровской глубине транзита. Кстати, планета теперь называется K2-28b.

[Dayan]

Японские астрономы, просмотрев 7557 KOI-объектов, по единственным транзитам нашли 28 событий у 24 KOI, 14 из которых являются новыми (http://arxiv.org/abs/1602.07848). По кривым блеска единственных транзитов они вычислили размеры и примерные периоды этих кандидатов. 7 объектов с размерами от Нептуна до Юпитера, по-видимому, имеют периоды от нескольких до ~20 лет. Также они подсчитали, что примерно 20% многопланетных компактных систем должны иметь планеты-гиганты на широких орбитах.
Системы с новооткрытыми кандидатами с единственным транзитом из основной миссии Кеплера, в которых есть известные кандидаты: Kepler-208, Kepler-214, KOI-1108, KOI-2525.

[Dornier]

Плотность Kepler-105 c указывает на состав, подобный составу Меркурия: при размере 1.31 ± 0.07 размера Земли, её масса оказывается равной 4.60 ± 0.9 массы Земли, что приводит к средней плотности 11.2 г/см³.

Что-то при средней плотности больше 11 она ближе к составу швейцарского банка или ядерного реактора, а не Меркурия с плотностью более чем вдвое меньше.

[Dayan]

Плотность Kepler-105 c указывает на состав, подобный составу Меркурия: при размере 1.31 ± 0.07 размера Земли, её масса оказывается равной 4.60 ± 0.9 массы Земли, что приводит к средней плотности 11.2 г/см³.

Что-то при средней плотности больше 11 она ближе к составу швейцарского банка или ядерного реактора, а не Меркурия с плотностью более чем вдвое меньше.

Ну, там на самом деле оценка плотности дана с погрешностью: 11.2 ⁺³_-2.6 г/см³. Но такая плотность – нормальна для планет с составом Меркурия и массой в несколько масс Земли. Дело в том, что при увеличении массы планет, вещество их недр всё более сильно сжимается под большим давлением. Например, у самого Меркурия средняя плотность равна что-то около 5.4 г/см³ (и это при массе 0.055 массы Земли). Если его массу увеличить до массы Земли, сохранив при этом пропорции химсостава (около 60-70% железа и всё остальное силикаты), то получим намного большую плотность – около 6-7 г/см³. Поэтому, для планеты с массой 4-5 массы Земли и химсоставом Меркурия, плотность 9-12 г/см³ естественна.

[Searcher16]

Системы с новооткрытыми кандидатами с единственным транзитом из основной миссии Кеплера, в которых есть известные кандидаты: Kepler-208, Kepler-214, KOI-1108, KOI-2525.

У первого из них период оценивается в 7700+2900 −2500 суток, а транзит длится целых 39 часов. Как у Юпитера. Сам кандидат размером с Нептун.
Второй имеет период в 980 +520-470 дней и имеет схожие габариты. Транзит 26-часовой, звезда ~ на 30% больше Солнца по радиусу и ~ в 2.4 раза ярче.
Для сравнения: транзиты 704-дневной Kepler-421 b длятся по 16 часов при радиусе родительской звезды 0.757 солнечных.

[Dayan]

В системе Kepler-167 (KOI-490) прошёл валидацию (т.е. формально подтверждён) транзитный аналог Юпитера, Kepler-167e: A Transiting Jupiter Analog.
Изучив спектры высокого разрешения, авторы уточнили характеристики родительской звезды, которая представляет собой K4-карлик, имеющий светимость ~0.27 светимости Солнца.
Ранее, до сегодняшней валидации, в системе Kepler-167 подтверждёнными были две внутренние планеты (Kepler-167b и c), а два внешних кандидата (KOI-490.02 и .04) оставались неподтверждёнными. Теперь же статистически подтверждены все четыре планеты системы.
Период аналога Юпитера, который назвали Kepler-167e, известен благодаря двум транзитам из данных основной миссии Кеплера, и составляет 1071.2 суток (2.93 года). Его радиус оценивается в 10.15 ± 0.24 радиусов Земли (или примерно 0.91 радиуса Юпитера). Орбита планеты почти круговая (e = 0.062). Её температурный режим лежит между температурными режимами пояса астероидов и Юпитера в Солнечной системе: при инсоляции 0.074 земной орбита Kepler-167e пролегает за снеговой линией системы.
И, напротив, три внутренние планеты системы очень горячи. Параметры планет b, c, и d соответственно таковы: периоды 4.4, 7.4, и 21.8 суток, размеры 1.62, 1.55 и 1.19 размеров Земли.
Массы и состав планет остаются неизвестными. Архитектура системы Kepler-167 представлена на картинке во вложении: синяя линия соответствует снеговой линии, зелёное кольцо показывает положение зоны обитаемости системы – видно, что все известные планеты находятся далеко от этой области, и если в ней тоже есть планеты, то их орбиты могут быть динамически стабильными.

[Olweg]

Интересно! Ещё один пример "плотно упакованной" системы с внешним гигантом. Моделям планетогенезиса придётся учитывать и такие системы тоже.

[Dayan]

Вышла статья, в которой авторы изложили результаты наблюдений с помощью Спитцера транзитов планет систем K2-3 и K2-26: Spitzer Observations of Exoplanets Discovered with The Kepler K2 Mission.
Напомню, что около M0-карлика K2-3 обращаются три известные планеты, а около M1-карлика K2-26 – одна. Новые наблюдения всех четырёх планет позволили уточнить их периоды и размеры, а для K2-26b ещё подтвердить планетную природу:
1) планета K2-3d только по данным с Кеплера имела размер 1.52 ± 0.20 размера Земли, но по совместным со Спитцером результатам она имеет размер 1.61 ± 0.20 размера Земли;
2) две другие планеты системы K2-3 оказались чуть меньше, чем только по Кеплеру: 2.08 размера Земли у b и 1.69 – у c;
3) планета K2-26b оказывается размером 2.47 ± 0.40 размера Земли (против 2.67 ^+0.46_-0.42 только по Кеплеру).
Обновлённые эфемериды планет позволили найти TTV у, по крайней мере, одной из планет, – K2-3b. Но данных всё же ещё маловато, чтобы делать хорошие оценки масс.

В другой сегодняшней статье сообщается об открытии двух транзитных планет на 4 и 5 поле миссии K2: An independent discovery of two hot Jupiters from the K2 mission. EPIC210957318b и EPIC212110888b представляют собой типичные горячие юпитеры, которые обращаются вокруг соответственно G и F карликов с периодами 4 и 3 суток.

[Dayan]

Вышла статья (Ultra Short Period Planets in K2: SuPerPiG Results for Campaigns 0-5), в которой трое соавторов проанализировали данные миссии K2 с нулевой по пятую кампании, и представили 19 планетных кандидатов, имеющих период короче 1 суток. Диаметры кандидатов лежат в диапазоне от 0.7 до 16 диаметров Земли, а периоды - от 4.2 до 23.5 часов. 9 из этих кандидатов являются новыми.
Диаметры 4 кандидатов лежат в области от 3 до 11 земных диаметров – как считают авторы статьи, в этом диапазоне размеров теоретические модели не позволяют очень долго существовать планетам с периодами короче 1.5 суток, т.к. из-за сильного звёздного излучения они должны "худеть" до "остатков" с меньшими размерами.

Самый коротко-периодический кандидат обнаружен у звезды EPIC 203533312, представляющей собой средний K-карлик. Планетный кандидат имеет размер 1.92 ± 0.12 размера Земли, и обращается с периодом 4 часа 13 минут! Для того, чтобы не быть разорванной приливными силами близкой звезды, планета должна иметь плотность по-крайней мере 8.9 г/см³, т.е. массу ≥ 11.5 масс Земли. Измерить массу этого кандидата вполне возможно, т.к. родительская звезда имеет достаточный видимый блеск (Kp = 12.5^m).
Другой интересный кандидат у горячей F0-звезды EPIC 210605073 обращается с периодом 13.6 часов и имеет размер 16.1 радиусов Земли (или ~1.4 размера Юпитера). Если он подтвердится, то станет самым коротко-периодическим известным горячим юпитером. Но в этом случае задача подтверждения будет крайне затруднена очень тусклым блеском звезды (Kp = 17.9^m).
У звезды EPIC 211152484 (поздней F или ранней G, Kp = 12.1^m) имеется странный кандидат (скорее всего ложный, период 16.9 часов), транзиты которого видны в только примерно половине наблюдательной кампании, причём она охватывает немного времени до серии "транзитов", и больше времени – после, когда они снова исчезают. Глубина транзитов переменная, хотя авторы оценили размер затмевающего тела в 1.7 ± 0.19 размера Земли. Возможными объяснениями являются: необычная переменность звезды; наблюдаемый с ребра протопланетный или осколочный диск, в котором возникают и распадаются уплотнения; распадающаяся экзокомета.

Авторы также оценили частоту встречаемости коротко-периодических планет на полях K2 исходя из имеющихся данных, и нашли, что эта частота примерно в 2 раза ниже, чем на поле основной миссии Кеплера. Это может быть связано с разным местоположением систем K2 и систем основной миссии в Галактике.

[Алексей Сидоров]

Телескоп "Кеплер" впервые зафиксировал вспышку сверхновой звезды в оптическом диапазоне.
Ранее такие явления фиксировались только с помощью орбитальных телескопов в рентгеновском диапазоне.
Подробнее на ТАСС:
http://tass.ru/kosmos/2765790

[Dayan]

Астрономы из Европы попытались измерить массы планет системы K2-3 (EPIC 201367065) с помощью HARPS: A HARPS view on K2-3. Напомню, что в этой системе, около звезды класса M0 V открыто три транзитные планеты, самая внешняя из которых находится близко к внутреннему краю зоны обитаемости. В этом новом исследовании существенно уточнены характеристики родительской звезды, планет и орбит (скорее всего они близки к круговым), однако массу удалось надёжно измерить только у самой внутренней из них − планеты K2-3b: при размере 2.078 R⊕ она имеет массу 8.4±2.1 М⊕, т.е. её средняя плотность оценивается в 4.32^+2.0_−0.76 г/см³. То есть, как полагают исследователи, планета только на 50% по массе может состоять из скальных пород, а другие 50% массы приходятся на оболочку из воды. Кривая RV оказывается сильно загрязнена звёздной активностью, поэтому массу планет c и d измерить удалось с очень небольшой достоверностью: планета c при размере 1.644 R⊕ оказывается довольно "лёгкой" − всего 2.1^+2.1_−1.3 М⊕, что приводит к средней плотности 1.82^+3.0_−0.96 г/см³; планета d при размере 1.53 R⊕, напротив, оказывается слишком "тяжёлой" − 11.1±3.5 М⊕, приводящей к нереальной плотности 17.5±6.3 г/см³. Новые наблюдения должны распутать сигналы планет.

В статье, которая сегодня появилась в Архиве, авторы приводят результаты измерений масс планет в 5 системах, в том числе планет системы K2-3: Doppler Monitoring of five K2 Transiting Planetary Systems. Новые измерения масс в основном получены на спектрографе PFS, установленном на 6.5-метровом телескопе обсерватории Лас Кампанас.
Оценки масс планет системы K2-3 по дополненным измерениям оказываются чуть скорректированными (в предположении круговых орбит):
1) 8.1 ^+2.0_-1.9 массы Земли у K2-3b – это предполагает состав планеты, на 60% состоящей из воды, и только на 40% – из силикатов;
2) < 4.2 массы Земли у K2-3c (с вероятностью 95%);
3) и 7.5 ^+3.0_-3.0 массы Земли у планеты K2-3d.
Значение массы последней планеты особенно интересно в связи с тем, что она небольшая, и тем, что располагается в формальной зоне обитаемости, но измерение этого параметра очень затруднено из-за того, что период её орбитального обращения очень близок к периоду вращения родительской звезды вокруг собственной оси (около 45 и 40 суток соответственно). Конечно, крайне любопытен её химсостав – является ли она аналогом планет земной группы в Солнечной системе, или же она включает в себя много лёгких веществ (воды, водорода, гелия, и т.д.).

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.

Массы планет этой системы, называемой теперь K2-24, также подверглись небольшому уточнению: у внутренней планеты, K2-24b, она оценивается 19.8 ^+4.5_-4.4 массы Земли, и 26.0 ^+5.8_-6.1 – у внешней K2-24c. Их плотности оказываются равными 0.59 и 0.30 г/см³, т.е. перед нами типичные раздутые нептуны.

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

Измерения, проведённые на PFS и HARPS показывают, что массы планет в этой системе, от внутренней к внешней, соответственно оцениваются в: 21.1 ^+5.9_-5.9, < 8.1 (с вероятностью 95%), и < 35.0 (с вероятностью 95%) масс Земли. Эти планеты – обычные нептуны и мининептуны.

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.

Уточнённая масса этой планеты оказывается чуть большей – 590.1 ^+25.7_-25.9 масс Земли (или 1.86 массы Юпитера).

И, наконец, планеты системы K2-19: массы нептунов K2-19b и K2-19c оцениваются соответственно в 28.5 ^+5.4_-5.0 и 25.6 ^+7.1_-7.1 масс Земли. Масса внутренней планеты K2-19d остаётся неизвестной, что неудивительно при радиусе 1.14 ± 0.13 радиусов Земли и периоде 2.51 суток, но с вероятностью 95% она меньше 14.0 масс Земли.

Кстати, интересно, что массы двух планет системы K2-19, измеренные этой группой астрономов, резко контрастируют с измерениями, полученными другой группой – статья последних вышла в Архиве на днях: Mass determination of K2-19b and K2-19c from radial velocities and transit timing variations: по их оценкам, полученным не только из данных лучевых скоростей (со спектрографов FIES и HARPS), но и из TTV-метода, масса K2-19b оказывается равной 59.5 ^+7.2_-11.4 массы Земли, в то время, как у K2-19c она намного меньше – 9.7 ^+3.9_-2.0 массы Земли! В общем очевидно, что с этой системой, как, впрочем, и с другими, ещё разбираться и разбираться.

[Mark]

С "Кеплером" потеряна связь.

[dan77790]

https://lenta.ru/news/2016/04/10/kepler/

[pkl]

Что это может быть? Насколько серьёзно, с учётом возраста аппарата?

[Olweg]

Бывало уже...