Kepler - космический телескоп для поиска планет

[Dayan]

В сегодняшней статье европейские астрономы сообщают об открытии экзопланеты EPIC212521166 b на поле миссии K2: EPIC212521166 b: a Neptune-mass planet with Earth-like density.
Родительская звезда представляет собой тип K3V, её видимый блеск 11.91^m. Имеет параметры: масса 0.739 ± 0.017 массы Солнца, радиус 0.713 ± 0.020 радиуса Солнца, T_eff =  5010 ± 48 K (светимость 0.287 светимости Солнца), изобилие металлов (железа) оценивается в 0.45 солнечной. Возраст неуверенно оценивается в 8 ± 5 млрд лет.
Открытая около неё планета представляет собой плотный нептун. Он обращается вокруг звезды с периодом 13.86 суток по почти круговой орбите (e = 0.051). Планета имеет радиус 2.605 ± 0.1 радиусов Земли. Её масса была измерена с помощью HARPS, и для планеты такого размера оказывается очень велика – 18.3 ± 2.8 массы Земли. Это приводит к плотности, сравнимой с плотностью Земли – 5.7 ± 1.1 г/см³. Авторы оценили, что на железно-силикатное ядро приходится 18 масс Земли, а на водородную оболочку – только 0.2 массы Земли, или же на железно-силикатное ядро приходится 9 масс Земли, и 9 масс Земли – на оболочку из воды.
Планета не перегрета: её поверхностная температура оценивается в 640 K.
Расстояние до системы 118.0 ± 3.5 пк (385 световых лет).

[Shandrik]

Я так и не понял - починили Кеплер? Полностью работоспособен сейчас?

[Dayan]

Я так и не понял - починили Кеплер? Полностью работоспособен сейчас?

Вы ни тему не читаете (на предыдущей странице), ни сайт NASA со страницей Кеплера и K2 не просматриваете? Вернули и работает в обычном режиме уже давно, с 22 апреля.

[Dayan]

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.

Согласно новой версии статьи, систему назвали Kepler-1647.

[Dayan]

Очень важный (на мой взгляд) пресс-релиз вышел на страничке миссии Кеплера и K2 на сайте НАСА: NASA: Solar Storms May Have Been Key to Life on Earth.
4-4.5 млрд лет назад наше Солнце, обыкновенная жёлтая звезда главной последовательности, имело болометрическую светимость, равную примерно 70% нынешней. Это говорит о том, что наша планета должна была представлять собой замёрзший шар со сплошным ледяным покрытием. Но вместо этого геологические исследования показывают, что климат Земли в то время был достаточно тёплым, и вода на поверхности находилась в жидком состоянии.
Миссия Кеплер частично проливает свет на разгадку парадокса слабого Солнца. Фотометрические наблюдения убедительно доказывают, что в первые миллионы лет после своего образования, молодые солнцеподобные звёзды испытывают супервспышки со средней частотой 10 раз в сутки! И эти мощные вспышки происходят не только в оптическом диапазоне, но в УФ и рентгене, а корональные выбросы при этом буквально бомбардируют окрестности частицами энергичной плазмы. По мере того, как такие звёзды проходят период ранней молодости, частота вспышек сильно сокращается – у звёзд с солнечным возрастом они происходят уже раз в сотню/сотни лет, а их интенсивность гораздо меньше.
Из-за более слабого, по сравнению с нынешним, магнитного поля у Земли, сильная радиация разбивала молекулы азота N₂ (тогда он составлял 90% объёма атмосферы Земли) на отдельные атомы, которые в свою очередь разделяли молекулы углекислого газа на угарный газ и свободный кислород. Этот процесс порождал закись азота (NO₂) – сильнейший парниковый газ, в 300 раз более эффективный, чем углекислый газ. Концентрации в атмосфере меньшей, чем 1% этого газа было более чем достаточно, чтобы поднять среднюю температуру до уровня, при котором вода становилась жидкой.
Авторы говорят о том, что сильная радиация от Солнца могла не только приводить к тому, что атмосфера ранней Земли нагревалась, но также, возможно, обеспечивала многочисленные химические реакции в огромном море простых соединений, приводящие к созданию сложных молекул вроде РНК и ДНК.
Супервспышки могли заметно проредить атмосферу ранней Земли (и действительно, к периоду 2.7 млрд лет назад, т.е. возрасту 1.9 млрд лет, атмосферное давление на Земле составляло только примерно 0.5 от нынешнего).

[SpaceEngineer]

Еще один пример удивительно точной подгонки законов физики для формирования жизни в нашей Вселенной (или, по крайней мере, в Солнечной системе). Молодые G-звёзды имеют недостаточную светимость, зато высокую вспышечную активность, зрелые звёзды и так идеально подходят, а для старых наверняка обнаружится какой-то механизм, позволяющий землеподобной планете всё равно сохранить пригодные для жизни условия (увеличение орбиты вследствие потери массы звездой? переход планеты на другой климатический режим с тонкой сезонной атмосферой? возникновение разумной жизни, которая предотвратит гибель биосферы?).

[Император Паникус]

Значит около красных карликов жизни еще больше.

[Dayan]

Значит около красных карликов жизни еще больше.

Всё хорошо в меру: супервспышечная активность у солнцеподобных звёзд хоть очень мощная, но непродолжительная. А у самых "лёгких" красных карликов вспышки могут длиться многие миллиарды лет (а это уже плохо с точки зрения удержания воды и атмосферы потенциально пригодных для жизни планет). Но, моё чисто субъективное мнение, что у планет красных карликов тоже могут быть какие-то надёжные механизмы защиты от радиации их звёзд (магнитное поле, ограничение на скорости потерь, что-нибудь ещё).

[Dayan]

Сегодня в Архиве вышла статья, посвящённая открытию транзитного горячего сатурна у звезды-субгиганта K2-39 (EPIC 206247743) (V = 10.83^m): The K2-ESPRINT Project V: a short-period giant planet orbiting a subgiant star.
Субгигант имеет радиус 3.88 ^+0.48_−0.42 радиусов Солнца, его масса оценивается в 1.53 ^+0.13_−0.12 масс Солнца, T_eff = 4881 ± 20 K. Изобилие железа на звезде превосходит солнечное почти вдвое.
Планета обращается вокруг звезды с периодом 4.605 суток и находится от неё на расстоянии всего 3.4 звёздных радиуса. Использование спектральных инструментов HARPS, FIES и PFS позволило определить массу планеты в 50.3 ^+9.7_−9.4 масс Земли, что при размере 8.3 ± 1.1 радиусов Земли даёт среднюю плотность приблизительно 0.5 г/см³. Кроме RV-сигнала от планеты b зарегистрирован долгопериодический сигнал от другой планеты или от звезды-компаньона.
Возраст системы 3.09 млрд лет.
K2-39b должна быть очень сильно нагрета. Как говорят авторы, в будущем следует наблюдать новые транзиты этой планеты, т.к. приливные силы должны постепенно изменять период планеты. Сравнение скорости наблюдаемого изменения орбиты с расчётным значением будет полезно для теории приливной эволюции.

[Searcher16]

Похоже, что Kepler-150 (она же KOI-408) является пятой 6-планеткой Kepler'а: алгоритм TCE выловил мини-нептун на 94-суточной орбите, студенческими(!) поисками открыт слегка раздутый нептун на 637-дневной (Lifting transit signals from the Kepler noise floor: I. Discovery of a warm neptune)! Транзиты сильно различаются по продолжительности, у первой из этих планет на пропуски в фотометрии выпало 3 транзита, транзиты второй, по-видимому, наблюдались только дважды. 94-дневная планета чуть холоднее Меркурия, 637-дневная немногим прохладнее Марса.

[Dayan]

Да уж, ещё лет 7 назад это показалось бы невозможным из-за маленькой вероятности. Однако ж нет.

[Dayan]

Kepler-150 (она же KOI-408) является пятой 6-планеткой Kepler

Кстати, а какие это шестипланетные системы? Я насчитал только три: это Kepler-11, -154, -385. Если считать с Kepler-150 и -90, то да – пять. Но Kepler-90 – семипланетная.

[Searcher16]

Кстати, а какие это шестипланетные системы? Я насчитал только три: это Kepler-11, -154, -385. Если считать с Kepler-150 и -90, то да – пять. Но Kepler-90 – семипланетная.

5-транзиток Kepler'а - 22 штуки: -20, 32, 33, 55, 58, 62, 80, 84, 102, 122, 186, 208, 220, 238, 292, 296A, 341, 374, 402, 444, 1371, 1542.
Если учитывать частично транзитные - то добавляется Kepler-411, но анализ TTV для нее только предварительный.
6-планеток - 5 штук: -11, -150, -154, -169, -385.
7-транзитная система только одна, это Kepler-90.

От метода лучевых скоростей подобных систем известно ещё меньше:
две пятипланетки - GJ 324 (она же 55 Рака) и HD 32564 (не опубликована),
две шестипланетные системы - GJ 876 и GJ 892 (она же HD 219134)
плюс одна семипланетка - HD 10180.

Итого (на момент написания данного поста) известно 34 системы с 5 и больше планетами. Вполне неплохой улов! Однако система, столь же богатая как Солнечная, пока ещё не открыта.

[Olweg]

Две доп. планеты у Gliese 876 всё же очень сомнительны. Не помешало бы независимое подтверждение.

[Searcher16]

Две доп. планеты у Gliese 876 всё же очень сомнительны. Не помешало бы независимое подтверждение.

Вроде бы на Кеке 15-суточную тоже видят при несколько иной мат. обработке данных.
P.S. Кончаем оффтоп, здесь тема для обсуждения результатов основной и расширенной миссий телескопа Kepler   

[Dayan]

И с HD 219134 всё же пока не очень понятно: два разных решения от европейской и американской групп, и только три планеты общие (и то третья, которая с периодом 46.7 суток, под вопросом, т.к. массы существенно разные).

5-транзиток Kepler'а

Я спросил только про ещё одну шестипланетку. И источники можно было не приводить – я не хуже могу их сам найти.

Кончаем оффтоп, здесь тема для обсуждения результатов основной и расширенной миссий телескопа Kepler

Оффтоп начался у вас.

[Джер]

Однако система, столь же богатая как Солнечная, пока ещё не открыта.

Любая из этих систем может быть более богата, чем солнечная.
У Kepler-90 планеты имеют периоды от 7 дней до года. Вы думаете, что других планет там не имеется?
Там наверняка есть планеты на более широких орбитах, и я рискну предположить, что их гораздо больше.
В Солнечной системе на орбитах до года всего три планеты, на более широких - пять.
Если у Kepler-90 семь планет на орбитах до года, более долгопериодных планет может быть 11 (одиннадцать).
Или вы предполагаете, что все планеты на широких орбитах мигрировали к звезде - и больше там ничего нет?

[SpaceEngineer]

Или вы предполагаете, что все планеты на широких орбитах мигрировали к звезде - и больше там ничего нет?

Вполне возможно. Надо смотреть на суммарные массы планет и сравнивать с моделями протопланетных дисков. В Солнечной системе массы планет составляют 0.0013 от массы Солнца, можно взять это за грубую среднюю величину для G-звёзд. Соответственно, если в системе открыт массивный газовый гигант, то он скорее всего вобрал в себя больше половины массы всех планет, а на внешних по отношению к нему орбитах максимум 3-4 более лёгкие планеты. Открытые плотные компактные системы состоят преимущественно из суперземель и нептунов, свалившихся туда из-за снеговой линии, и выше них скорее всего нет ничего очень массивного. Может конечно быть с дестяток нептунов, но думаю такие системы - скорее исключение.

[Olweg]

Проблема тут - в моделях протопланетных дисков. Пока что с их помощью ничего предсказать не удалось, и приходится эти модели каждый раз подстраивать под новые факты. То есть, неизвестно даже, мигрируют ли эти мининептуны (и откуда) или образуются прямо на месте. В некоторых случаях без миграций сформироваться они не могут, но в большинстве - могут. В общем, перефразируя, пока что планетогенез - это загадка, упакованная в тайну.

[SpaceEngineer]

Почему же, всё вполне предсказывается. Нептуны/юпитеры образуются за снеговой линией, и мигрируют внутрь, если плотность диска выше некоего порогового значения. Если повезло и не образовался юпитер, который сметает всё на своём пути, пачка нептунов/ледяных суперземель мигрирует к звезде, часть падает на неё, а часть остаётся, когда вещество в диске заканчивается и миграция прекращается. В точности те же процессы, что в дисках вокруг газовых гигантов (Галилеевы спутники - последние из выживших в процессе миграции к Юпитеру). Потом взаимные возмущения приводят систему в резонансное состояние.
Если же плотность диска мала, миграция такого типа не работает, и планеты остаются там, где образовались.