Kepler - космический телескоп для поиска планет

[Fredagar]

Ну, в общем написал я эту программку, будет теперь чем на звёзды смотреть. Колбасит их сильно, но есть и стабильные. На картинках представлена обработка 33-дневного сигнала от 5357901, рекомендованной мне indigoroman. Период 3,79 дня. Первый график -- зависимость среднеквадратичного отклонения от периода. Виден как сам период, так и его моды с кратностью 2, 3 и 4. Второй график -- экспериментальные точки (период наложен на период), и полученная табличная функция (обозначена красным). Из-за того, что транзит короток, функция не показывает всей его глубины, но, тем не менее, сам факт демонстрирует. Такие дела.

[indigoroman]

http://exep.jpl.nasa.gov/files/exep/4_Gautier_FOP_Summary_ExoPAG_110109_x-v2.pdf

500 high precision RV spectra in 2010 to confirm 10 planets in 4 system

Как мне кажется, 2 февраля нам покажут еще мультитранзитные системы (и не только двухтранзитные).

[Voyager]

http://exep.jpl.nasa.gov/files/exep/4_Gautier_FOP_Summary_ExoPAG_110109_x-v2.pdf

Если я правильно понял содержание pdf-ки, то получается что у команды Кеплера есть проблема в виде недостатка времени на наземных телескопах для RV-замеров, т.к. чем меньше планета, тем больше замеров надо. Пишут, что если ничего не изменится, то смогут подтвердить не больше 25 землеподобных планет. И нужно либо увеличивать время, либо улучшать инструмент до 0,1-0,2 м/с.
Мдаа.. не очень хорошо 

[indigoroman]

Кеплеровцы обновили кое-что на сайте - добавили "анимированности" для каждой планеты:
http://kepler.nasa.gov/Mission/discoveries/kepler10b/

[Borislаv]

Если я правильно понял содержание pdf-ки, то получается что у команды Кеплера есть проблема в виде недостатка времени на наземных телескопах для RV-замеров, т.к. чем меньше планета, тем больше замеров надо. Пишут, что если ничего не изменится, то смогут подтвердить не больше 25 землеподобных планет. И нужно либо увеличивать время, либо улучшать инструмент до 0,1-0,2 м/с.
Мдаа.. не очень хорошо 

Да правильно перевели. Но на самом деле большой важности в подтверждение сотен кандидатов в планеты нет. Вполне достаточно и несколько десятков размером с Землю. Ведь не забываем, что Кеплер наблюдает в большинстве своем звезды 14-16 звездной величины, расстояние до которых много тысяч световых лет. Поэтому вполне логично, что будут подтверждать планеты у ярких звезд до которых только несколько сотен световых лет. Потом есть главный момент в том, что Кеплер дает статистику, а не идеальные планеты для последующего изучения (получения спектров).
Вот к примеру рассмотрим случай, когда Кеплер находит, что есть аналоги Земли у каждой звезды. Т.е. из геометрической вероятности транзита такой планеты в 0.5% получается это примерно 1 такая звезда на 200 других.
http://arxiv.org/abs/1001.0349
Из распределения выборки звезд Кеплер это переписывается примерно в 8 звездную величину. Но при этом не стоит забывать, что Кеплер наблюдает только 0.3% неба поэтому наверняка есть подобные транзитные планеты у более ярких звезд.

Известно, что соотношение звезд-гигантов к звездам главной последовательности на небе примерно, как 1 к 3.
http://www.stargazing.net/David/constel/howmanystars.html
Из соотношения числа звезд и звездной величины не трудно найти, что 200 наиболее ярких звезд главной последовательности будут ограничены 4 звездной величиной (800 звезд * 0.25%).
Т.е. в идеальном случае на небе могут быть звезды с V=4 (видимые невооруженным глазом) у которых есть транзитные аналоги Земли, идеальные для транзитной спектроскопии с целью поиска биомаркеров. Их должны найти будущие миссии после Кеплера, вроде TESS и PLATO.

Вот кстати свежая публикация в преддверии релиза
http://www.nytimes.com/2011/01/31/science/space/31planet.html?pagewanted=2&_r=1&hp

В частности есть цитата:

Required: Absolute Proof
There is a hitch to confirming those planets, however. Such planets would not exert enough of a gravitational tug on their suns to be detectable by the “wobble” method, the main way their masses can be measured. Instead of confirming such planets, Kepler astronomers talk about “validating” them by using high-powered telescopes to make sure, for example, that there is only one star there and not a pair of eclipsing stars or some other phenomenon that could mimic a planet’s shadow.
“Earths are difficult,” Mr. Borucki said. “We’re concerned not to announce anything until we’ve proven six different ways it can’t not be a planet.”
As a result, more and more of Kepler’s future pronouncements will be statistical in nature. Natalie Batalha of San Jose State University, the deputy science team leader for Kepler, said it could be that they will wind up with, say, 100 planets they are 80 percent sure of, which could translate to 80 planets — useful for a census, not so helpful if you’re looking for a place to live.
“It’s a bitter pill to swallow,” said Sara Seager, an M.I.T. planetary astronomer who works with Kepler. “We will be faced with hundreds of planet candidates that may never be fully vetted as planets. We just have to live with statistics.”
But providing statistics, and not pinpointing individual planets, has always been Kepler’s prime mission. The road map to new worlds, Dr. Batalha explained, goes like this: First, Kepler figures out how abundant Earths are and how far you have to go out into the universe to find one. That information is needed to design the next step — a mission that would search the sky for Earth-like planets that are close enough to study. But at 500 to 3,000 light-years away, Kepler’s planets are too far for intense direct scrutiny.
“Once you know where they are, you study the heck out of them,” looking for spectral indications of an atmosphere and anything else, including biomarkers that are the signature of living things, Dr. Batalha wrote in an e-mail. “Everyone and their dog will be looking for biomarkers on these worlds.”

[Александр Дергаусов]

Очень печальная статья и новости!

[Александр Дергаусов]

Пусть лучше ищут планеты у близких звёзд в пределе 100 световых лет! Зачем эта статистика она глупая. Все ровно никогда нам не быть там!

[indigoroman]

Пусть лучше ищут планеты у близких звёзд в пределе 100 световых лет! Зачем эта статистика она глупая. Все ровно никогда нам не быть там!

Вы, наверное, не до конца уловили содержание сообщения Борислава:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,51690.msg1461956.html#msg1461956

[Borislаv]

Основное ограничение Кеплера это сравнительно небольшое поле зрения - 105 квадратных градусов. В основном это связано с тем, что когда разрабатывался телескоп (1999-2001 годы) еще не было гигапиксельных матриц, поэтому на Кеплере стоит сравнительная небольшая в 100 Мегапикселей.
http://en.wikipedia.org/wiki/PLATO_(spacecraft)
А вот у PLATO, который возможно запустят в 2017-2018 года уже будет 2 Гигапикселя, поэтому то у него уже поле 1500-3000 квадратных градусов.

Но вообще учитывая, что остается только двое суток до пресс-релиза интересно погадать, что покажут:

Вот я к примеру попытаюсь спрогнозировать:
1) Больше 1000 кандидатов в планеты?
2) Есть система из четырех транзитных планет?
3) Кеплер находит что примерно половина желтых карликов имеют планеты с периодом меньше 45 суток?
4) Кеплер находит, что примерно половина красных карликов обладают планетами с периодом меньше 45 суток (хотя частоту потенциально обитаемых планет опубликуют лишь к концу года)?

[Александр Дергаусов]

Совсем не понял его писанину!!! Я всё понял по статьям и ссылкам, там много пессимизма!!! А телескоп который в в конце десятилетия отправиться на орбиту заменит Хаблл, Сейчас миссии все будут направлены На спутники Юпитера и Марс! И все деньги туда же, до ваших экзопланет дела нет! Только кучка учёных требует деньги на "изучения", добились Кеплера! Другие проекты заморожены, кишка тонка астрономии пока!!!

[Александр Дергаусов]

Ай ай 2008 году камеру не могли обновить до  запуска ещё! Пол миллиарда долларов не малая сумма!

[Borislаv]

Ай ай 2008 году камеру не могли обновить до  запуска ещё! Пол миллиарда долларов не малая сумма!

Там нужно не только заменить камеру. У Кеплера метровое зеркало, у Платона массив из нескольких десятков 10-сантиметровых зеркал. Потом нужно еще отобрать звезды для наблюдения (у Кеплера только 10% звезд взяты для наблюдения, остальные либо звезды-гиганты или слишком активные для поиска транзитов Земли). Т.е. фактически это совсем другой аппарат получается, который нужно делать с нуля много лет. Плюс отбор звезд для наблюдения.

[indigoroman]

Но вообще учитывая, что остается только двое суток до пресс-релиза интересно погадать, что покажут:

Вот я к примеру попытаюсь спрогнозировать:
1) Больше 1000 кандидатов в планеты?
2) Есть система из четырех транзитных планет?
3) Кеплер находит что примерно половина желтых карликов имеют планеты с периодом меньше 45 суток?
4) Кеплер находит, что примерно половина красных карликов обладают планетами с периодом меньше 45 суток (хотя частоту потенциально обитаемых планет опубликуют лишь к концу года)?

Попробую продолжить список:
5) Представят две мультитранзитные системы с общим количеством планет около 5 (я об этом писал ранее); взаимоисключает вариант прогноза 2);
Менее вероятные:
6) Представят экзолуну;
7) Представят планету с 1 массой Земли или легче;
 

[Александр Дергаусов]

Экзолуну не приставят! Уже бы информация просачивалась бы про неё сегодня! А как ничего не говорят значит экзолуну не нашли, так же как и планету земного диаметра и массы! У меня вопрос, у транзита нельзя узнать массу?

[indigoroman]

Экзолуну не приставят! Уже бы информация просачивалась бы про неё сегодня! А как ничего не говорят значит экзолуну не нашли, так же как и планету земного диаметра и массы!

Да, наверное, Вы правы... Но слюнки попускать можно?

У меня вопрос, у транзита нельзя узнать массу?

Сам по себе транзитный метод не позволяет определить массу. Но с помощью транзитного метода можно определить радиус планеты и наклонение орбиты экзопланеты. В сочетании же с методом измерения лучевых скоростей можно определить не только минимальную, но и истинную массу экзопланеты. А зная размеры - и плотность экзопланеты.

[Borislаv]

Похоже 1 февраля только началось, а уже прорывная публикация

http://arxiv.org/abs/1101.5630

Из анализа галактической модели найдено, что вероятность ложных планетных кандидатов меньше 10-20% для планетных масс в диапазоне 0.5 масс Земли - 10 масс Юпитера. Кроме того, пишут, что один глубокий снимок звезды с кандидатом уменьшает вероятность ложного сигнала с более 20% до менее 2%.

Т.е. получается, что подавляющее большинство уже опубликованных кандидатов настоящие планеты. Хотя в статье говорится только об галактической модели, но раз авторы утверждают о низкой вероятности, то видимо она подтверждается проверочными наблюдениями.

[indigoroman]

А что означает

  одно глубокий снимок звезды с кандидатом уменьшает вероятность ложного сигнала с более 20% до менее 2%.

??

[Borislаv]

А что означает

  один глубокий снимок звезды с кандидатом уменьшает вероятность ложного сигнала с более 20% до менее 2%.

??

Имеется ввиду эта цитата из абстракта

We establish that a single deep high-resolution image may be an extremely eective follow-up tool for shallow transit signals. By reducing the radius around the target star where a blend might exist, the false positive probability of an earth-sized transit around a faint star decreases from >20% to <2%, assuming a continuous power law for the planet mass function with index  alfa=-1.5.

Т.е. упрощенно: пиксель на матрице Кеплера имеет размер 4 на 4 угловых секунды. Если на пикселе есть несколько звезд, то они будут давать общий поток фотометрии. Среди них и могут быть фоновые затменные двойные, которые и будут имитировать транзит планет у яркой звезды. Вот поэтому берут на большом телескопе и делают более глубокий снимок окрестности интересующей звезды на большом телескопе с высоким разрешением. Чтобы посмотреть, есть ли в окрестности звезды тусклые звезды. Почему все таки небольшая вероятность (<2%) остается? Просто потому что вблизи яркой звезды даже на снимках крупных телескопов все будет засвечено, и глубина проницания там будет ниже.

[Borislаv]

В дополнение можно еще подумать, почему в работе авторов мало рассматривается случай, когда планетный транзит имитирует поздний красный карлик, коричневый карлик или белый карлик, которые могут иметь размеры с Юпитер или Землю. Просто потому что такие объекты гораздо горячее планет, и у них за счет этого есть глубокий вторичный минимум, который с точностью фотометрии Кеплера с легкостью детектируется. Поэтому фоновые двойные есть основная проблема.

[bigol]

Поскольку масса карликов не сравнима с массой планет, такая система может быть обнаружена по эксцентриситету главной звезды. Или нет?