Kepler - космический телескоп для поиска планет

[indigoroman]

Коллеги, большое спасибо всем за то, что развеяли мои сомнения и убедительно доказали и доказательно убедили (особенно, Борислав), что с "Кеплером" все в порядке
аж настроение улучшилось))))

[indigoroman]

Подскажите, пожалуйста, а что значат все эти параметры (GMAG, RMAG, 2MASSID, ALTCATID... и другие). Может, где-то можно посмотерть разобраться??

Вы пробуете скачать файлы (с расширением fits) с публичного архива Кеплера?

Мне тоже не очень удалось понять название столбцов
...

Задал вопросы в Кеплер и, спустя пару дней, получил от них на них ответы:
http://archdev.stsci.edu/kepler/data_search/search.php поле Field Descriptions or Help
и
http://keplergo.arc.nasa.gov/DataAnalysisInspectionLC.shtml

[Borislаv]

Спасибо. Теперь окончательно стало ясно, что предпоследний столбец отвечает за фотометрию, а последний за погрешность фотометрии.

Кстати в пресс-релизе посвященном году после запуска Кеплера есть интересная цитата:

http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/news/one_year_anniv.html

Borucki and science team predict a bright future for Kepler.
"We expect to confirm the existence of several terrestrial-size planets and I’m looking forward to the coming year," Borucki said. "It’s going to be exciting."

[Borislаv]

http://www.kepler.arc.nasa.gov/news/mmu/index.cfm?FuseAction=ShowNews&NewsID=34

The project team continues to prepare for another monthly science data download and spacecraft quarterly roll. These activities are scheduled for March 19-21, 2010, and the planning for the event is nearly complete. The spacecraft is rotated 90 degrees every three months to maintain the solar array panel pointing towards the sun and the focal plane radiator pointed towards deep space. The science data download for this scheduled event will include science data collected since the Safe Mode event in early February. All data were downloaded at the time of the Safe Mode event and the routine monthly download was skipped in order to enhance the data completeness.
The science team has just begun the follow-on observing season for 2010. At this time, the Kepler star field is visible for about one hour just before dawn. The Kepler star field will be visible for several months from the Earth’s northern hemisphere.

Новых сбоев после 2 февраля не зарегистрировано. Кроме того, началась наземная проверка кандидатов Кеплера, правда отмечают, что поле Кеплера доступно с Земли только 1 час перед рассветом.

[indigoroman]

http://www.kepler.arc.nasa.gov/news/mmu/index.cfm?FuseAction=ShowNews&NewsID=34

The project team continues to prepare for another monthly science data download and spacecraft quarterly roll. These activities are scheduled for March 19-21, 2010, and the planning for the event is nearly complete. The spacecraft is rotated 90 degrees every three months to maintain the solar array panel pointing towards the sun and the focal plane radiator pointed towards deep space. The science data download for this scheduled event will include science data collected since the Safe Mode event in early February. All data were downloaded at the time of the Safe Mode event and the routine monthly download was skipped in order to enhance the data completeness.
The science team has just begun the follow-on observing season for 2010. At this time, the Kepler star field is visible for about one hour just before dawn. The Kepler star field will be visible for several months from the Earth’s northern hemisphere.

Новых сбоев после 2 февраля не зарегистрировано. Кроме того, началась наземная проверка кандидатов Кеплера, правда отмечают, что поле Кеплера доступно с Земли только 1 час перед рассветом.

А в чем заключается специфика работы телескопа? Почему сбрасывание данных с телескопа и его основная работа - вещи несовместимые?
Как часто сбрасываются данные по штатному расписанию?
А когда телескоп приступил к полноценной работе? В мае?

[Borislаv]

А в чем заключается специфика работы телескопа? Почему сбрасывание данных с телескопа и его основная работа - вещи несовместимые?

Точной ссылки найти не могу, но это связано с превышением бюджета проекта в 2007 году. Вначале предполагалось установить полноповоротную антену для сброса данных в реал-тайм времени. Но из-за нехватки средств пришлось ставить неподвижную, и теперь приходится для передачи данных прерывать наблюдения примерно на 12 часов каждый месяц для направления антенны на Землю путем разворота всего космического аппарата.

Как часто сбрасываются данные по штатному расписанию?

Примерно раз в месяц. Твердотельное ЗУ позволяет накапливать данные за 2 месяца непрерывных наблюдений.

А когда телескоп приступил к полноценной работе? В мае?

12 мая 2009 года.

[indigoroman]

Спасибо!
В январе был их доклад о том, что обнаружено 177 кандидатов по данным фотометрии за первые 45 дней работы (Вы приводили ссылочку).
Это получается, что данные примерно по конец июня - начало июля.
Скидывают информацию раз в месяц. Значит, эта информация попала в руки к ученым в начале августа тогда. Почему тогда так поздно опубликовали эту информацию (инфо же о кандидатах в экзопланеты, которые не требуют длительного наземного подтверждения).
Что они полгода осуществляли первичную обработку данных?

[Borislаv]

В январе был их доклад о том, что обнаружено 177 кандидатов по данным фотометрии за первые 45 дней работы (Вы приводили ссылочку).
Это получается, что данные примерно по конец июня - начало июля.
Скидывают информацию раз в месяц. Значит, эта информация попала в руки к ученым в начале августа тогда. Почему тогда так поздно опубликовали эту информацию (инфо же о кандидатах в экзопланеты, которые не требуют длительного наземного подтверждения).
Что они полгода осуществляли первичную обработку данных?

Да, насколько я понял группа в 2009 году в основном работала с фотометрией по июль 2009 года. Вероятно такой большой срок заключался в поиске в ней всяких незапланированных инструментальных эффектов, которые могли повлиять на точность. Кстати уже в январе появилась наблюдательная заявка в которой говорится о 227 кандидатах в планеты. Видимо потом процесс пошел быстрее.
http://www.noao.edu/perl/abstract?2010A-0079

[Borislаv]

http://www.nature.com/news/2010/100414/full/news.2010.182.html?s=news_rss
Группа по обработке данных Кеплера предлагает NASA увеличить срок публикации в общий доступ фотометрии для 400 объектов за первый месяц от июня 2010 года до февраля 2011 года. Это объясняется тем, чтобы в прессу не попали сырые сенсации, которые толком еще не подтверждены наземной проверкой. Так же говорят, что уже есть более 328 кандидатов в экзопланеты.

Вообще получается примерно такие промежуточные результаты:
фотометрия за 1 месяц - 177 кандидатов
фотометрия за 4 месяца - 227 кандидатов
фотометрия за 7 месяца - >328 кандидатов

А так после более детального чтения статей по Кеплеру прихожу к выводу, что телескоп сможет произвести поиск похожих на Землю планет не у 100 000  звезд, а примерно у 10 000.

http://keplergo.arc.nasa.gov/CalibrationSN.shtml
http://arxiv.org/abs/1001.0256
http://arxiv.org/abs/1001.0349
Это следует из значений точности фотометрии. Для обнаружения транзита похожей на Землю планеты нужна точность фотометрии в 20 частей на миллион на 6-часовом интервале. Подобная точность достижима лишь для порядка 5 000 звезд ярче 12.5 звездной величины. Плюс 3 000 красных карликов, у которых из-за меньшего размера и чувствительность для таких планет выше. А для примерно половины звезд Кеплера лежащими между 15 и 16 звездной величиной точность фотометрии порядка 500 частей на миллион, что видимо с трудом позволяет обнаружить лишь нептун-подобные планеты на 1 годовых орбитах.

Более наглядно это показывается тут
http://arxiv.org/abs/1001.0256
говорится, что у 90% 2665 звезд с яркостью 11.5 < Kp < 12.5 точность фотометрии ниже 30 ppm, у 65% ниже 25 ppm, у 50% ниже 23 ppm,  31% ниже 21 ppm.

Или же график

Тут показана точность фотометрии Кеплера за первый месяц за 6 часовых интервалах. Черные точки это звезды-карлики, красные это звезды-гиганты. Зеленная линия это точность фотометрии в 20 ppm. Хорошо видно, что лишь несколько тысяч звезд (небольшая часть) лежит ниже этой линии.

Хотя конечно возможно точность фотометрии в будущем удастся повысить. Но в общем получается, что при 10 000 звезд, 0.5% геометрической вероятности транзита и 10% теоретической частоте такого типа планет "Кеплер" найдет лишь примерно 5 аналогов Земли. С учетом потерь из передачи данных, безопасных режимов и поломок на камере вероятно еще меньше.

[Borislаv]

В январе был их доклад о том, что обнаружено 177 кандидатов по данным фотометрии за первые 45 дней работы (Вы приводили ссылочку).
Это получается, что данные примерно по конец июня - начало июля.
Скидывают информацию раз в месяц. Значит, эта информация попала в руки к ученым в начале августа тогда. Почему тогда так поздно опубликовали эту информацию (инфо же о кандидатах в экзопланеты, которые не требуют длительного наземного подтверждения).
Что они полгода осуществляли первичную обработку данных?

http://keplergo.arc.nasa.gov/ArchiveSchedule.shtml
Вот попалось подробное расписание всех операций с данными "Кеплера".
Из ссылки следует, что собранная фотометрия попадает в архив для повсеместного использования через 3-4 месяца после получения. К примеру 15 апреля 2010 года для анализа передана фотометрия по 16 декабря 2010 года, т.е. за первые 7 месяцев сбора данных.

[Dayan]

говорится, что у 90% 2665 звезд с яркостью 11.5 < Kp < 12.5 точность фотометрии ниже 30 ppm, у 65% ниже 25 ppm, у 50% ниже 23 ppm,  31% ниже 21 ppm.

Т.е.,  даже у одинаковых звёзд до 12.5 m точность фотометрии неодинакова? Почему? Дело в самом Кеплере, или, например, в звёздной активности?

Хотя конечно возможно точность фотометрии в будущем удастся повысить. Но в общем получается, что при 10 000 звезд, 0.5% геометрической вероятности транзита и 10% теоретической частоте такого типа планет "Кеплер" найдет лишь примерно 5 аналогов Земли. С учетом потерь из передачи данных, безопасных режимов и поломок на камере вероятно еще меньше.

Да, прямо скажем, новость не очень вдохновляет. Интересно, исследователи знали об этом ограничении заранее (т.е. теоретически было известно ещё до запуска), или же это выяснилось после некоторого периода работы телескопа?

[Borislаv]

Т.е.,  даже у одинаковых звёзд до 12.5 m точность фотометрии неодинакова? Почему? Дело в самом Кеплере, или, например, в звёздной активности?

Да, вероятней всего из-за разной звездной активности.

Да, прямо скажем, новость не очень вдохновляет. Интересно, исследователи знали об этом ограничении заранее (т.е. теоретически было известно ещё до запуска), или же это выяснилось после некоторого периода работы телескопа?

Да мне кажется, что с самого начала это была оговорка. Понятное дело, что для более слабых звезд 16 звездной величины точность фотометрии гораздо хуже, чем для 10-12 звездной величины. С другой стороны это и не сильно страшно, ведь для более тусклых звезд все равно померить массу аналогов Земли было бы практически не реальным. Выше уже писали, что наиболее оптимальными для измерения массы небольших планет являются звезды ярче 12 звездной величины. Ну и красные карлики в дополнение.

[indigoroman]

Вообще получается примерно такие промежуточные результаты:
фотометрия за 1 месяц - 177 кандидатов
фотометрия за 4 месяца - 227 кандидатов
фотометрия за 7 месяца - >328 кандидатов

Подскажите, а в какой статье идет речь о 328 кандидатах?
(извините, если из-за невнимательности не нашел сам)

[Borislаv]

Вообще получается примерно такие промежуточные результаты:
фотометрия за 1 месяц - 177 кандидатов
фотометрия за 4 месяца - 227 кандидатов
фотометрия за 7 месяца - >328 кандидатов

Подскажите, а в какой статье идет речь о 328 кандидатах?
(извините, если из-за невнимательности не нашел сам)

http://www.nature.com/news/2010/100414/full/news.2010.182.html?s=news_rss

Borucki says that the team, as of last week, has found 328 more candidates — but that as many as 50% of these may be false positives, where objects such binary stars confuse the picture.

http://arxiv.org/abs/1004.3538
Свежая публикация от Кеплера. Измерены вторичные затмения для Кеплер-5b и Кеплер-7b. Про Кеплер-4b авторы ограничились лишь цитатой

4.1.2. Secondary eclipse Kepler-4b
We here consider the eccentric model only since this has now been accepted over the circular model. Eccentric fits do not find any significant detection of the secondary eclipse. Secondary depths 69.1 ppm are excluded to 3-sigma confidence, which corresponds to geometric albedos greater than unity and thus this places no constraints on the detectability of reflected light from the planet. The thermal emission is limited by this constraint such that TP,brightness 3735K, which places no constraints on redistribution.

В общем теперь становится известно 5 планет с измеренным вторичным затмением в оптическом диапазоне. Тем самым возможно измерить их геометрическое альбедо по формуле А=(Fp/F*)/(Rp/a)², где Fp/F* - глубина вторичного затмения, а a - большая полуось орбиты.

Планета,  глубина в ppm, примерное  геометрическое альбедо
Corot-1b   160    0,20
Corot-2b   60   0,10
HAT-P-7b   63   0,20
Kepler-7b   47   0,40
Kepler-5b   24   0,15

Для сравнения напомню, что у Юпитера А=0,50. Т.е. пока из измеренных горячих юпитеров больше всего геометрическое альбедо у Kepler-7b - в районе 40%.

[Dayan]

Планета,  глубина в ppm, примерное  геометрическое альбедо
Corot-1b   160    0,20
Corot-2b   60   0,10
HAT-P-7b   63   0,20
Kepler-7b   47   0,40
Kepler-5b   24   0,15
Для сравнения напомню, что у Юпитера А=0,50. Т.е. пока из измеренных горячих юпитеров больше всего геометрическое альбедо у Kepler-7b - в районе 40%.

Да, очень интересно. А ведь всё время утверждалось, что альбедо всех горячих гигантов близко к нулю (т.е., они очень тёмные), а тут! Или это нулевое альбедо справедливо для инфракрасного диапазона?

[Olweg]

Альбедо 0.1-0.2 - это довольно-таки тёмная поверхность. Особенно для газовых гигантов. Из наших самое низкое у Нептуна - 0.41.

[Иван С. Брюханов]

Планета,  глубина в ppm, примерное  геометрическое альбедо
Corot-1b   160    0,20
Corot-2b   60   0,10
HAT-P-7b   63   0,20
Kepler-7b   47   0,40
Kepler-5b   24   0,15
Для сравнения напомню, что у Юпитера А=0,50. Т.е. пока из измеренных горячих юпитеров больше всего геометрическое альбедо у Kepler-7b - в районе 40%.

Да, очень интересно. А ведь всё время утверждалось, что альбедо всех горячих гигантов близко к нулю (т.е., они очень тёмные), а тут! Или это нулевое альбедо справедливо для инфракрасного диапазона?

ИМХО все ЭТИ альбедо - гадание на кофейной гуще ... Точность измерений невелика и частенько противоречива ... Нормально альбедо можно измерить ТОЛЬКО при прямой видимости ...

Вот, например, в таком случае ..
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2010-128

bis

[Dayan]

Альбедо 0.1-0.2 - это довольно-таки тёмная поверхность. Особенно для газовых гигантов. Из наших самое низкое у Нептуна - 0.41.

А 0.40 - выше, чем альбедо Земли. Так ведь утверждалось (не помню где), что альбедо горячих гигантов близко к нулю (что они чёрные как уголь), и что это правило справедливо для всех подобных объектов! Но, альбедо 0.1-0.2 - всё-таки не уголь (близко к Лунному).

[Borislаv]

А ведь всё время утверждалось, что альбедо всех горячих гигантов близко к нулю (т.е., они очень тёмные), а тут! Или это нулевое альбедо справедливо для инфракрасного диапазона?

Так начали говорить, после того, как в 2007 году не удалось обнаружить вторичное затмение у Осириса на космическом телескопе MOST за 60 суток наблюдений в 2004-2005 годах
http://arxiv.org/abs/0711.4111
Из отсутствия вторичного затмения на уровне 7(9) ppm был сделан вывод, что геометрическое альбедо меньше 8% на уровне 1 сигма, и меньше 17% на уровне 3 сигма.

Хотя видимо альбедо у горячих юпитеров может быть очень высоким за счет облаков из паров металлов.
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,70965.msg1221120.html#msg1221120
Тут я уже писал об обнаружение большого количества разных металлов в атмосфере WASP-12b.

[Borislаv]

ИМХО все ЭТИ альбедо - гадание на кофейной гуще ... Точность измерений невелика и частенько противоречива ... Нормально альбедо можно измерить ТОЛЬКО при прямой видимости ...

Вот, например, в таком случае ..
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2010-128

bis

Точность в статье указывается, как плюс минус 10-15%
http://arxiv.org/abs/1004.3538

Потом у Кеплера есть особенность - обнаруженные планеты наблюдаются не в обычном, а в астросейсмическом режиме фотометрии. Т.е. это когда фотометрия берется не раз в 30 минут, а раз в 30 секунд. В результате этого производится, как тайминг транзитов, так и уточнение параметров звезды с точностью в 1-2%. Всего можно наблюдать в таком режиме 512 звезд против 170 тысяч в обычном.

http://arxiv.org/abs/1001.0413
К примеру для звезды HAT-P-7 за месяц фотометрии в астросейсмическом режиме масса и радиус была определена с точностью в 1%, а возраст с точностью в 260 миллионов лет! За счет этого удалось уточнить плотность планеты с погрешностью от более 50% (по наблюдениям до Кеплера) до менее 5%.

Насчет определения альбедо фотографических планет я не совсем понял, как это делается? Ведь диаметр таких планет определен очень плохо (в отличие от транзитных). Потом из-за их огромного периода в несколько сотен лет понадобятся десятки лет чтобы обнаружить фазовое изменение блеска.