Kepler - космический телескоп для поиска планет

[Павел Кирпиченко]

Можно дилетантский вопрос - насколько я понимаю, на данный момент единственным более-менее достоверным способом открытия планетных систем является метод наблюдения транзитов.

Нет, не только. Метод лучевых скоростей, когда планета своим движением влияет на звезду, вокруг которой она вращается, тоже является достоверным. При помощи этого метода открыто много планет.

[arduan]

Основные выводы в статье Architecture and Dynamics of Kepler's Candidate Multiple Transiting Planet Systems (Архитектура и динамика кандидатов в многопланетные транзитные планетные системы "Кеплера") (перевод):

1. Большое количество многопланетных систем, обнаруженных "Кеплером" показывает, что многопланетные системы с малыми периодами - распространённое явление у других звёзд. Это верно для планет с радиусами 1.5-6 земных, но не для планет-гигантов. Пока ещё недостаточно данных по планетам земного или меньшего размера, а также по периодам более нескольких месяцев. Из распространённости и распределения систем с множественными транзитами можно заключить, что среднее количество планет у звезды по крайней мере с одной известной планетой такого типа - ~3-4. Таким образом, только у 3% звёзд есть планеты в указанных границах размеров и периодов (! неожиданный вывод)

(transit-timung variations).

Всего 3% систем с планетами землеобразного типа, на приемлемых для возникновения жизни орбитах..Я правильно понял?

[Olweg]

Нет, неправильно. 3% систем с несколькими планетами с "радиусами 1.5-6 земных" и "с малыми периодами". Где Вы там нашли фразу о "приемлемых для возникновения жизни орбитах"?

[Dayan]

Но в любом случае получается, что-то исключительно редкое. Обнаружение у одной из наиболее тусклых звезды в выборке, на слабом уровне сигналов (SNR=20, 13, 9.7, 9.1).

Да, к сожалению, у этих двух планет с ко-орбитальным движением (KOI-730.02 и KOI-730.03) пока стоит флаг достоверности 4, может как раз из-за тусклого блеска материнской звезды (в полосе V наверняка все 16m будет). Надеемся, такая система подтвердится полностью, а не окажется так, что один из кандидатов системы ложный!
Но, хочу внести свои соображения. Во-первых, примем, что эта система реальна со всеми вытекающими и положим, что приведённые в статье параметры близки к реальным (хотя, при более детальном исследовании такой интересной системы, они точно будут скорректированы).
Посмотрел параметры звезды KOI-730 (в том же препринте): она при массе 1.07 солнечных имеет слишком небольшую светимость (это получается исходя из низкой эффективной тем-ры поверхности звезды, даже ниже, чем у Солнца - 5599 К, и радиусе - 1.1 солнечных) - по простой ф-ле вычислил и получилось всего 1. 07 светимости Солнца, что мало для такой массы. Делаю вывод, что система молода в сравнении с Солнечной (звезда ещё не разогрелась так сказать, не набрала свою нормальную светимость). Таким образом, возможно, мы застали систему на квазистабильном этапе эволюции - да, вероятно, планеты KOI-730.02 и KOI-730.03 движутся по лагранжевым орбитам (0.092 а.е.). Недавние исследования на телескопе Спитцера показали наличие горячих и массивных астероидных поясов у некоторых весьма древних звёзд - результат столкновений планет. Опять же, возможно (а это открытие должно произойти рано или позно!), что мы застали систему за некий, небольшой (по астрон. меркам) период времени до катастрофы (но, это просто мои соображения, слишком уж много допущений!).
Хочу обратить внимание на ещё две планеты системы - KOI-730.01 и KOI-730.04 с радиусами 3.1 и 1.8 земных соответственно. Более крупная KOI-730.01 движется на внешней по отношению к лагранжевой парочке орбите - 0.12 а.е., а менее крупная - KOI-730.04 - на внутренней орбите (0.076 а.е.)! Это может означать, что так как ко-орбитальная пара планет находится точно посередине между двумя другими планетами системы, то внутренняя и внешняя планеты каким-то образом стабилизируют пару на почти невозможной орбите и всю четвёрку в целом. Вдобавок, планеты KOI-730.01 и KOI-730.04 находятся в орбитальном резонансе 2:1!

[arduan]

Нет, неправильно. 3% систем с несколькими планетами с "радиусами 1.5-6 земных" и "с малыми периодами". Где Вы там нашли фразу о "приемлемых для возникновения жизни орбитах"?

Большое количество многопланетных систем, обнаруженных "Кеплером" показывает, что многопланетные системы с малыми периодами - распространённое явление у других звёзд. Это верно для планет с радиусами 1.5-6 земных, но не для планет-гигантов. 

  3% означает "распространенное явление" ?
Наверное, все же,3 процента ,это вероятность  для планет с большими периодами,земного и меньше земного размера,смысл таков.

[Олег(Алекс)]

3 процента это много! А экзолуны Кеплер сможеть обнаружить!?

[Olweg]

3% означает "распространенное явление" ?
Наверное, все же,3 процента ,это вероятность  для планет с большими периодами,земного и меньше земного размера,смысл таков.

"Thus, only ∼3% of stars have planets within these in size-period limits."
"Таким образом, только у 3% звёзд есть планеты в них в границах размеров и периодов."

"В них" - имеется в виду в многопланетных системах. Я действительно не совсем точно перевёл, но суть от этого совершенно не меняется.

Если есть сомнения, предложите свой вариант перевода! Полный текст - в 8 разделе статьи, "Conclusions". Может быть, Вам повезёт больше, и Вы найдёте там соответствующую фразу про планеты "с большими периодами, земного или меньше земного размера".

[Borislаv]

Но в любом случае получается, что-то исключительно редкое. Обнаружение у одной из наиболее тусклых звезды в выборке, на слабом уровне сигналов (SNR=20, 13, 9.7, 9.1).

Да, к сожалению, у этих двух планет с ко-орбитальным движением (KOI-730.02 и KOI-730.03) пока стоит флаг достоверности 4, может как раз из-за тусклого блеска материнской звезды (в полосе V наверняка все 16m будет).

Зато у самой внутренней планеты флаг достоверности 2. Вероятно для мульти-транзитных систем с периодами в резонансе команда Кеплера подтверждает только одну планету. Ведь вероятность ложного сигнала в резонансной системе гораздо ниже, чем в не-резонансной. А вообще все 4 планеты в резонансе - 2:4:4:6

А экзолуны Кеплер сможеть обнаружить!?

Самый маленький из кандидатов который пока обнаружен - 0.6 радиусов Земли. Т.е. потребуется еще некоторое количество времени, чтобы начать извлекать более мелкие планеты или спутники.


Посмотрел сейчас много-планетные системы у красных карликов. Вчера я оказывается пару систем пропустил. Очень странное распределение получается.

4-планетная система - 1 штук
3-планетная система - 5 штук
2-планетная система - 2 штук
1-планетная система - 27 штук

Т.е. трех-планетных транзитных систем в 2.5 раза больше, чем двух-планетных!
Это видимо и получается следствие, того, что есть две популяции - 3-4 планетные системы из коротко-периодичных компланарных планет и одно-планетные системы (или не-компланарные).

Еще снова посмотрел распределение планет у красных карликов. Оказывается с периодами больше 50 суток встречаются планеты только меньше 2 радиусов Земли и все они потенциально обитаемые (красные точки). По вертикали радиусы в радиусах Земли, по горизонтали периоды в днях.



Для сравнения тоже самое для оранжевых карликов (4000-5400 Кельвинов).



В общем остались считанные месяцы до первых оценок одного из важнейших компонентов в формуле Дрейка, учитывая, что М и К-звезды одни из самых распространенных в Галактике.  Всего лишь нужно повысить чувствительность к этим периодам в фотометрии в 2-4 раза.

[Olweg]

Некопланарность, кстати, ещё сильнее ухудшает оценки распространённости, поскольку увеличивает минимум вдвое вероятность одиночного транзита.

Да, у красных карликов пара наиболее симпатичных систем - это KOI 1026 и 854 (красные точки на твоём графике). У первой кандидат с радиусом 1.8 в 0.325 ае от звезды, равновесная температура 242 К (у Земли, напомню, по их методике расчёта получается 255 К!), у второй кандидат радиусом 1.9 в 0.217 ае от звезды, T_eq = 248 K. Но меня всё же терзают смутные сомнения в отношении их состава.

В общем остались считанные месяцы до первых оценок одного из важнейших компонентов в формуле Дрейка, учитывая, что М и К-звезды одни из самых распространенных в Галактике. 

А следующая публикация данных в июне?

[Fredagar]

Это видимо и получается следствие, того, что есть две популяции - 3-4 планетные системы из коротко-периодичных компланарных планет и одно-планетные системы (или не-компланарные).

"Боливар не выдержит двоих". У двух планет случается дуэль, в живых должен остаться только один. Резонанс в двухпланетной системе увеличивает эксцентриситет и сближает планеты. Дальше -- по разному, долго так длиться не может. (Моё ИМХО)

Я тут залез на Планет Хантерз и думаю, что оттуда не вылезу. Очень увлекательно. Транзиты уже как-то не особо интересуют. Тут спрашивали про карлики. М-карлики хантерам вообще не предлагают (мне ни одного не встретилось), а К трясёт не по-деццки.  При блеске примерно 15 и ниже погрешность измерения + тряска уже близки к амплитуде возможного транзита. Но это цветочки, там и цефиды есть, и симбиотические двойные... Короче, работы на годы вперёд.

[Olweg]

В продолжение темы обитаемых красных карликов: https://astronomy.ru/forum/index.php?topic=69118.msg1467597#msg1467597

[Olweg]

Я тут залез на Планет Хантерз и думаю, что оттуда не вылезу. Очень увлекательно.

Да, затягивает (зашёл сейчас) Удивило, что всё "на глазок" делается, я думал, будут какие-то программы распределённых вычислений.

[Borislаv]

Да, у красных карликов пара наиболее симпатичных систем - это KOI 1026 и 854 (красные точки на твоём графике). У первой кандидат с радиусом 1.8 в 0.325 ае от звезды, равновесная температура 242 К (у Земли, напомню, по их методике расчёта получается 255 К!), у второй кандидат радиусом 1.9 в 0.217 ае от звезды, T_eq = 248 K. Но меня всё же терзают смутные сомнения в отношении их состава.

Для них RV-подтверждение будет видимо сложно (периоды очень большие). Яркость 14.7 и 15.8 звездная величина. С другой стороны более эффектным может быть транзитная спектроскопия. Глубины транзитов где-то в 10 раз меньше, чем у Глизе 1214b. Померить транзиты в разных диапазонах в ближнем ИК и можно уже будет делать выводы о составе атмосферы.

В общем остались считанные месяцы до первых оценок одного из важнейших компонентов в формуле Дрейка, учитывая, что М и К-звезды одни из самых распространенных в Галактике. 

А следующая публикация данных в июне?

http://keplergo.arc.nasa.gov/ArchiveSchedule.shtml
Сюдя по этой ссылке только 18 июня 2012 года, когда сделают публичной данные за еще следующие 6 месяцев (в сумме будет уже 10.5 месяцев). Но может конечно и пораньше (как в этот раз сделали 2 февраля вместо 18 июня 2011 года), там же насколько я понимаю просто нужно обработать программой всю доступную фотометрию (а не только за первые 4.5 месяца). В любом случае альтернативы нет, никакой другой проект не может так глубоко погрузится в обитаемые зоны большого количества звезд. Есть конечно точечные поиски вроде поиска вокруг Альфы Центавры, Глизе 1214 и MEarth проекта, но там не будет ни статистики, ни больших шансов на открытие.

[Dayan]

Да, к сожалению, у этих двух планет с ко-орбитальным движением (KOI-730.02 и KOI-730.03) пока стоит флаг достоверности 4, может как раз из-за тусклого блеска материнской звезды (в полосе V наверняка все 16m будет).

Зато у самой внутренней планеты флаг достоверности 2. Вероятно для мульти-транзитных систем с периодами в резонансе команда Кеплера подтверждает только одну планету. Ведь вероятность ложного сигнала в резонансной системе гораздо ниже, чем в не-резонансной. А вообще все 4 планеты в резонансе - 2:4:4:6

...планеты KOI-730.01 и KOI-730.04 находятся в орбитальном резонансе 2:1!

Немного не так: периоды в системе KOI-730 относятся как 4:3:3:2. Соотношение периодов внешней планеты и внутренней 2:1, а не 3:1. Отношение периодов ко-орбитальной пары к внутренней 4:3.

[bigol]

Можно дилетантский вопрос - насколько я понимаю, на данный момент единственным более-менее достоверным способом открытия планетных систем является метод наблюдения транзитов.

Нет, не только. Метод лучевых скоростей, когда планета своим движением влияет на звезду, вокруг которой она вращается, тоже является достоверным. При помощи этого метода открыто много планет.

А есть ли сведения о примерной пропорции открытий планет одним методом и вторым? И какой массы планеты открывают методом лучевых скоростей? Наверное, только гиганты?
И все же, из открытых методом транзитов - есть ли статистика расположения плоскости вращения планет относительно, например, галактической плоскости? Или чего либо другого, короче, выявлены ли какие-то закономерности, позволяющие предположить возможное наличие планетных систем, не расположенных в плоскости наших наблюдений на ту или иную звезду?

[Olweg]

Похоже, что в районе радиуса 1.4 есть некий провал в распределении масс. Насколько он достоверен, судить правда не могу. Возможно, он вызван преобладанием скалистых, "горячих" земель и суперземель среди кандидатов с R<1.4 (в то время как распределение всяких "мининептунов" начиная с R=2.0 идёт вниз). А может, просто капризы статистики.

[Олег(Алекс)]

А мне кажется что это, что то промежуточное, между скальной планетой, и планетой Нептуном! Жаль что мы никогда не узнаем, что из себя представляют планеты 2 радиуса земли Потому что никогда до них не долетим!

[armadillo]

Ну это отдельный вопрос. Минимальный размер водородной планеты без тяжелого ядра. Чтобы сама не растерялась.
Для орбиты Плутона стоит посчитать.

[Олег(Алекс)]

И какой же этот минимальный диаметр для планеты из водорода?

[armadillo]

посчитай) вторую космическую и скорость молекулы водорода при разных температурах.