Kepler - космический телескоп для поиска планет

[vsevolodson]

А мне кажется что это, что то промежуточное, между скальной планетой, и планетой Нептуном!

у любого нептуна и скальной планеты плотность намного выше
Кеплер-11 - там какие-то эфемерные облачка крутятся, а не планеты вовсе
какова масса твёрдых ядер этих планет? порядка 2х земных - максимум. однако такие маломассивные ядра не смогли бы вобрать газ при планетообразовании. вот что странно

[indigoroman]

А мне кажется что это, что то промежуточное, между скальной планетой, и планетой Нептуном!

у любого нептуна и скальной планеты плотность намного выше
Кеплер-11 - там какие-то эфемерные облачка крутятся, а не планеты вовсе
какова масса твёрдых ядер этих планет? порядка 2х земных - максимум. однако такие маломассивные ядра не смогли бы вобрать газ при планетообразовании. вот что странно

Две из шести планет Кеплер-11 плотнее Нептуна

[vsevolodson]

Две из шести планет Кеплер-11 плотнее Нептуна

две ближайшие к звезде, да, они похожи на огарки мини-нептуна
но остальные - это не понять что такое вообще

[Mihail Sedyh]

Заинтересовался статистикой Кеплера. Однако некоторые статистические оценки, опубликованные в этой теме как правило не учитывают первичную статистическую выборку звезд, теоретические вероятности  наблюдаемости транзитов и т.д. (по крайней мере в явном виде это не указано). Т.е. выводы делаются на основании статистики "не приведенной" к особенностям первичной выборки.
Захотелось поиграться с цифрами самому.
Есть где-нибудь цифры первичного состава выбранных для наблюдения звезд (150 с чем-то тыс.) по температуре поверхности и звездной величине? Первое совсем не нашел, второе - только в виде диаграммы довольно низкой точности.
И может имеет смысл сформулировать список вопросов, ответы на которые хотелось бы получить в результате анализа данных?

[Borislаv]

А мне кажется что это, что то промежуточное, между скальной планетой, и планетой Нептуном!

у любого нептуна и скальной планеты плотность намного выше
Кеплер-11 - там какие-то эфемерные облачка крутятся, а не планеты вовсе
какова масса твёрдых ядер этих планет? порядка 2х земных - максимум. однако такие маломассивные ядра не смогли бы вобрать газ при планетообразовании. вот что странно

Да там все возможно. К примеру про наш Нептун пишут, что масса его ядра может составлять всего 1.2 массы Земли.

http://en.wikipedia.org/wiki/Neptune

The core of Neptune is composed of iron, nickel and silicates, with an interior model giving a mass about 1.2 times that of the Earth.[48]

Видимо все таки не случайно, команда Кеплера взяла верхнюю границу при деление кандидатов в 1.25 радиуса Земли. Но только прямые измерения массы смогут понять, где точно находится эта граница.

Есть где-нибудь цифры первичного состава выбранных для наблюдения звезд (150 с чем-то тыс.) по температуре поверхности и звездной величине? Первое совсем не нашел, второе - только в виде диаграммы довольно низкой точности.

http://arxiv.org/abs/1001.0349

[Borislаv]

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?

Методом лучевых скоростей найдено, что газовые гиганты есть примерно у 10% звезд в пределах 3 астрономических единиц. В пределах орбиты Юпитера уже все более туманно. Также они уже начали искать и планеты с массой в пределах 3-50 масс Земли и 50-100 суток, их оценки примерно 20-50%.
По транзитному методу Кеплер пока дает примерно 20-10% звезд с планетами размером от 1-1.5 радиуса Земли в пределах 50 суток.

Возможная причина такого небольшого расхождения видимо в том, что кандидаты Кеплера в основном пока ограничены 50 сутками.
http://www.nasa.gov/images/content/513907main_Slide12_full.jpg
http://www.nasa.gov/images/content/514242main_multi_planets_full.jpg

Тогда как из RV-обзоров популяция планет с массой меньше 50 масс Земли примерно делится поровну между короче и длиннее 50 дней периода обращения.
http://img.pixs.ru/storage/5/1/5/39jpg_2565119_1145515.jpg
http://img.pixs.ru/storage/4/1/5/CHastotaJP_6798022_1145415.jpg

Расположение орбит относительно галактической плоскости вероятно случайное. По крайней мере при изучение прото-планетных дисков никаких закономерности в ориентации не видно.

[Borislаv]

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.

Да на фоне глюка там есть какой-то максимум вблизи 1.0 радиуса Земли. Взял все кандидаты с эффективной температурой меньше 600 Кельвинов и получилась такое распределение радиусов (по горизонтали радиусы, по вертикали количество кандидатов).



Вообще вполне может быть, что эти две планеты (в красном кружке) как раз и являются "вершиной айсберга" этой популяции скалистых планет.



Факт, что они находятся далеко от остальных кандидатов вероятно говорит, что популяция таких планет гораздо больше, чем к примеру 1.1-1.3 радиуса Земли с тем же периодом (30-40 суток).

[Mihail Sedyh]

http://arxiv.org/abs/1001.0349

Ага. Спасибо большое. Таблица 1 на стр. 19 - то, что надо.
Я правильно понял, что в строках/столбцах указаны цифры для диапазона, центрированного на заголовок строки/столбца (т.е. в строке "11.50m" указано количество звезд от 11.00m до 12.00m, а в столбце "3500К" - от 3000К до 4000К)?
И еще, Борислав, не могли бы Вы пояснить смысл деления выборки по критерию log g?

[Borislаv]

Я правильно понял, что в строках/столбцах указаны цифры для диапазона, центрированного на заголовок строки/столбца (т.е. в строке "11.50m" указано количество звезд от 11.00m до 12.00m, а в столбце "3500К" - от 3000К до 4000К)?

Правильно.

И еще, Борислав, не могли бы Вы пояснить смысл деления выборки по критерию log g?

Это сила тяжести звезды. Там есть деление звезд на две категории относительно значения 3.5 - звезды-карлики и звезды-гиганты. Последних совсем мало - в пределах нескольких тысяч.

[Mihail Sedyh]

Спасибо еще раз.
Кстати, а вероятность частичных транзитов (нет второго и третьего контакта) как-нибудь учитывалась?

[Borislаv]

Спасибо еще раз.
Кстати, а вероятность частичных транзитов (нет второго и третьего контакта) как-нибудь учитывалась?

Методики расчетов частоты планет были в этих статьях

http://arxiv.org/abs/1102.0541
http://arxiv.org/abs/1102.0543

Про частничные затмения вроде там ничего не было. Но по идеи они мало должны влиять. 

http://arxiv.org/abs/1102.0291
Посмотрел еще раз статью про Кеплер-11. Все таки вопрос о возможной массе ядра планет авторы обошли стороной. Наверное делают отдельную публикацию. Ведь по идеи то, действительно масса ядра той планеты f может быть гораздо меньше массы Земли.

Хотя есть догадка. В принципе планеты Корот-7b и Кеплер-10b вполне вероятно ядра испарившихся нептунов. Тогда если взглянуть на распределение радиусов кандидатов с периодом меньше суток
http://www.nasa.gov/images/content/513907main_Slide12_full.jpg
можно увидеть, что подавляющее большинство таких кандидатов имеют радиусы больше 1 радиуса Земли, значит возможно ядра нептунов размером и массой с Марс или Землю редкость в общей массе.

[Олег(Алекс)]

  Тразит у скольки процентов звёзд возможен?

[Mihail Sedyh]

У меня получилось, что средняя вероятность транзита для кандидатов <=0,1а.е. составила 5,8% (мин 1,6%, макс. 28,5%). Всего таких кандидатов 533, соответственно технически детектируемые планеты на таком расстоянии от звезд из выборки Кеплера есть у примерно 9200 звезд или у 6,1%....

ЗЫ Это с учетом частичных затмений.

[Mihail Sedyh]

Аналогично: от 0,1 до 0,2 а.е, 305 кандидатов, ср. вероятность 2,33%, т.е. может быть 13090 звезд = 8,7%
от 0,2 до 0,3 а.е., 87 кандидатов, вероятность 1,42%, 6130 звезд = 4,1%.
Дальше пошли периоды больше 2 месяцев...
Суммарно получается, что на расстоянии до 0,3 а.е., планеты подобные обнаруженным должны быть примерно у 19% звезд.

[Olweg]

Спасибо! Делал похожую оценку, но для звёзд ярче 14^m и приняв средний их радиус за солнечный (красные карлики выкинул). У меня получилось 18%.

У Borucki et al цифра 30.5%, если считать только орбиты до 0.3 ае. Они использовали "sensitivity corrections", то есть учли n-ное количество кандидатов, которые могли быть не обнаружены из-за влияния шума и т.п. Но даже с такой коррекцией получается, что распределение "земель" начинает затухать примерно с 0.12 ае, а "суперземель" - с 0.16 ае. Вполне возможно, и даже скорее всего, это результат селективности метода - более мелкие транзиты легче всего ловить в данных, когда они часто повторяются, т.е. когда у кандидатов короткий период. Если у "земель" и "супернептунов" распределение продолжается пропорционально "нептунам", то это может добавить процента 2 за счёт суперземель и 6-7% за счёт "земель" (но с ними пока слишком неопределённо - может быть, это действительно в большинстве своём ядра тех же "нептунов" и концентрируются они вблизи звёзд).

Так или иначе, но для учёта влияния многопланетности на вероятность транзита нужно, как пишут Lissauer et al, поделить получившийся процент на среднее количество планет в системах (в диапазоне рассматриваемых радиусов и периодов). То есть полученные 30% или даже 40% легко могут превратиться в 20% или даже 10-15%.

[Borislаv]

Михаил, два момента по вычислениям:
1) Для разных звезд у Кеплера разная точность к мелким планетам.
2) 34% кандидатов находится в мульти-транзитных системах. Это надо как-то учитывать.

На выходных я тоже пробовал примерно прикинуть. Брал только звезды до 12 звездной величины, а в мульти-транзитных системах только самый коротко-периодичный кандидат (где геометрическая вероятность повыше). Но в общем получилось примерно столько же - 20%.

Хотя есть догадка. В принципе планеты Корот-7b и Кеплер-10b вполне вероятно ядра испарившихся нептунов. Тогда если взглянуть на распределение радиусов кандидатов с периодом меньше суток
http://www.nasa.gov/images/content/513907main_Slide12_full.jpg
можно увидеть, что подавляющее большинство таких кандидатов имеют радиусы больше 1 радиуса Земли, значит возможно ядра нептунов размером и массой с Марс или Землю редкость в общей массе.

Но все таки периоды смотреть некорректно. Правильней эффективные температуры. Получается такая картина по оси у радиусы Земли, по оси х эффективные температуры в Кельвинах. Красной точкой я отметил Кеплер-10b.



В общем ничего определенного сказать нельзя. Вполне может быть, что подавляющее число этих горячих планет радиусом от 1 до 0.6 радиусов Земли являются ядрами испарившихся мини-нептунов размером с Землю и мигрировавших из зоны обитания.

[Олег(Алекс)]

Кстати про ядро Нептуна ничего не известно и сейчас, есть только гипотезы о его внутреннем строении! 

[Mihail Sedyh]

Михаил, два момента по вычислениям:
1) Для разных звезд у Кеплера разная точность к мелким планетам.
2) 34% кандидатов находится в мульти-транзитных системах. Это надо как-то учитывать.

1- Да, можно как-то учитывать, но я пока просто взял среднее, считая что все кандидаты подтверждены.
2- Я брал выборку только по звездам (998 шт.), в мультипланетных системах расчитывал по кандидату с суффиксом ".01".

У Borucki et al цифра 30.5%, если считать только орбиты до 0.3 ае. Они использовали "sensitivity corrections", то есть учли n-ное количество кандидатов, которые могли быть не обнаружены из-за влияния шума и т.п.

Я считал, что частичные транзиты (вплоть до касания дисков в одной точке) детектируются, соответственно реальные вероятности несколько ниже, а распространенность соответсвующего типа систем выше. Так что действителдьно может получиться в районе 30%.

ЗЫ Я правильно понял, что статьи основаны на данных за 132 дня наблюдений?

ЗЗЫ И еще что-то не воткнул... В статье написано:

SNR - Total SNR of all transits detected. SNR=Depth/(Std*sqrt(N)) where Std is the standard deviation of all data outside of transits
(Q0 through Q5) and N is the total number of measurements inside of all transits.

Почему с/ш ОБРАТНО пропорционален корню из числа наблюдений транзитов?

[Олег(Алекс)]

Интересно а транзит у 100 самых ближайших звёзд возможен?

[indigoroman]

Уже почти решился попробовать свою модельку по транзитам к реальным данным (Кеплера).
Но, сразу же возникли некоторые сложности:
1. Так как у Кеплера своя фотометрическая система, то коэффициенты потемнения диска звезды к краю, которые рассчитаны для светофильтров системы Джонсона-Моргона не подходят. Долго рывшись, вроде, нашел статейку:
Stellar Limb-Darkening Coefficients for CoRot and Kepler
http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0912/0912.2274v1.pdf
2. Потом, в одной из статей (вродь про Кеплер-10 или -11) прочитал, что перед тем, как сравнивать наблюденные кривые с модельными, модельные необходимо усреднить, так как наблюденные кривые получаются в режиме Long Cadence.
Борислав, иль возможно кто другой, подскажите, где почитать про Long and Short Cadence? Возможно, что кто-то знает, где можно найти статейки с инфой по обработке Long Cadence? (с продолжительностью транзита в несколько часов Long Cadence ведь существенно должно искажать картину транзита).
Заранее признателен.

Интересно а транзит у 100 самых ближайших звёзд возможен?

А почему бы и нет?? Вы видите какие-то принципиальные препятствия?