Kepler - космический телескоп для поиска планет

[Олег(Алекс)]

Препятствия во всём есть. Я не уверен что они расположены к земле так....

[Mihail Sedyh]

Хм, интересный момент. Где-то было, что предел обнаружения SNR>=4. Если поставить на место всех кандидатов - Землю и пересчитать глубину транзита и SNR, то получится, что 612 из 1235 кандидатов будут иметь SNR<4 и 949 кандидатов - SNR<7,3 (минимальное в выборке).
Логично предположить, что оценивать относительный планетный состав надо только по этой выборке: 1235-949=286, где чувствительности аппаратуры заведомо хватает для детектирования всего, крупнее Земли. Получаем следующее:
Земли                 -    54шт(18,9%)       - 79,4% всех земель
Суперземли         -   96шт(33,6%)        - 33,3%
Нептуны              -   111шт(38,8%)      - 16,8%
Юпитеры             -   21шт(7,3%)          - 12,7%
Больше Юпитера  -   4шт(1.4%)           -  11,8%
Всего                   -  286шт(100%)       -  23,2%

Если дать шанс и более мелким планетам и ограничиться приведенным SNR>=10, то получится еще интереснее:
Земли                 -    37шт(21,5%)       -  54,4% всех земель
Суперземли         -   64шт(37,2%)        -  22,2%
Нептуны              -   55шт(32,0%)        -   8,2%
Юпитеры             -   12шт(7,0%)          -   7,3%
Больше Юпитера  -   4шт(2,3%)           -  11,8%
Всего                   -  172шт(100%)       -  13,9%
Соотношение Нептунов/Юпитеров(наиболее достоверная пара) во втором случае ближе к исходной статистике, таким образом если предположить, что все доступные Нептуны найдены и чувствительность Кеплера была бы выше, то на текуший момент он должен был бы найти 770 суперземель (больше в 2.7 раза), 445 земель (больше в 6,5 раз) и еще кучу мелочевки....
Вот, у меня как-то так получилось...

[Mihail Sedyh]

Очевидно, что Кеплер хорошо ищет Нептуны и более крупные объекты. Средний радиус кандидата 4. Если пересчитать как в предыдущем сообщении все SNR на нептуны радиусом 4, то получим 976 систем из 997 (мультипланетные представлены самым заметным кандидатом), что почти точно соответствует реальным данным. Если пересчитать эти системы для Земли (с тем же SNR>7,3), то их останется 226. Ограничив для большей достоверности орбиты <=0,3 а.е. получим 218 из 898 систем соответственно. Тогда получается, что Кеплер "пропустил" еще примерно 997*(898/218)-997=3110 систем (всего 4107), представленных планетами размером с Землю на орбитах до 0,3 а.е.. Средняя геометрическая вероятность ПОЛНЫХ транзитов по выборке из 898 систем составляет 3,90%. Тогда выходит, что из первоначальной выборки Кеплера произвольно ориентированные планетные системы с хотя бы одной планетой крупнее Земли на орбите до 0,3 а.е. (к слову Солнечная система к ним не относится) составляют 4107/0,039=105 300 систем из 150 000 или больше 70%....
Что-то дофига получилось... мож ошибся где...?

ЗЫ Можно взять с частичными транзитами... Тогда средняя вероятность составит 4,21%, а количество систем будет 97550, но все равно много...

[Olweg]

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

Да, за кварталы Q0 (9.7 д), Q1 (33.5 д) и Q2 (93 д, первый полноценный квартал). Ну то есть 136 всё-таки получается, хотя пишут почему-то про 132 дня.

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?

Явно какой-то косяк, должно быть по логике наоборот.

[Borislаv]

2- Я брал выборку только по звездам (998 шт.), в мультипланетных системах расчитывал по кандидату с суффиксом ".01".

Там есть нюанс, что эти цифры означают порядок обнаружения, а не период обращения. Брать наиболее коротко-периодичную планету лучше, тем что у нее максимальная вероятность транзита.

Вообще 70% внутри орбиты Меркурия при размере больше радиуса Земли это реально много. Главная неопределенность в том, что возможно распределение планет меньше 2 радиусов Земли с увеличением большой полуоси от 0.1 до 0.3 может существенно отличатся, от аппроксимации.

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.

Я знаю только, что LC это экспозиции по 30 минут, а SC по 0.5 минут.

Тоже поглядел ради интереса кривые на примере двух потенциально обитаемых планет у красных карликов.

У KOI854.01 (период 56 суток и 1.9 радиуса Земли) в данных есть три транзита длиной по 4 часа.
http://i.pixs.ru/storage/0/6/2/64359361JP_4100335_1664062.jpg
http://i.pixs.ru/storage/0/6/4/64359362JP_3433088_1664064.jpg
http://i.pixs.ru/storage/0/6/8/64359363JP_9874347_1664068.jpg
Видны неплохо, в принципе обнаружение подобных транзитов размером с Землю (в 4 раза меньше) видится вполне реальным.

У KOI1026.01 (период 118 суток и 1.8 радиуса Земли) к удивлению есть только один транзит в данных, длиной в 18 часов.
http://i.pixs.ru/storage/0/5/7/1996399JPG_2647003_1664057.jpg
Виден он на фоне глюка из-за сильного тренда в данных (между двумя красными линиями).

В общем для начала неплохо понять, как корректней убирать тренды в данных Кеплера.

Со временем вполне можно попытаться  поискать у красных карликов кандидаты размером с Землю в обитаемой зоне. Конечно у них будет низкий SNR, но для изучения статистики аналогов Земли будет любопытно. Особенно, если публикация следующего релиза будет только в июне 2012 года.

Да, за кварталы Q0 (9.7 д), Q1 (33.5 д) и Q2 (93 д, первый полноценный квартал). Ну то есть 136 всё-таки получается, хотя пишут почему-то про 132 дня.

Наверное разница из-за перерывов в передаче данных.

[Olweg]

Хм, интересный момент. Где-то было, что предел обнаружения SNR>=4. Если поставить на место всех кандидатов - Землю и пересчитать глубину транзита и SNR, то получится, что 612 из 1235 кандидатов будут иметь SNR<4 и 949 кандидатов - SNR<7,3 (минимальное в выборке).
Логично предположить, что оценивать относительный планетный состав надо только по этой выборке: 1235-949=286, где чувствительности аппаратуры заведомо хватает для детектирования всего, крупнее Земли.

Да, это действительно хороший способ! Но у меня получилось только 886 кандидатов с SNR<7.3. Пересчитывал по формуле SNR/R_p^2. Почему-то глубина транзита в списке кандидатов не вполне соответствует отношению R_p^2/R_s^2.

[indigoroman]

Тоже поглядел ради интереса кривые на примере двух потенциально обитаемых планет у красных карликов.

У KOI854.01 (период 56 суток и 1.9 радиуса Земли) в данных есть три транзита длиной по 4 часа.
http://i.pixs.ru/storage/0/6/2/64359361JP_4100335_1664062.jpg
http://i.pixs.ru/storage/0/6/4/64359362JP_3433088_1664064.jpg
http://i.pixs.ru/storage/0/6/8/64359363JP_9874347_1664068.jpg
Видны неплохо, в принципе обнаружение подобных транзитов размером с Землю (в 4 раза меньше) видится вполне реальным.

4 часа транзит - всего около 8 измерений (это и по графикам видно)... усреднение по полчаса сильно "смазывает" картину - явно не получается та красивая кривая транзита... и вообще, я не могу понять, как LC увеличивает точность измерений - ведь получается, что 30 минут - промежуток времени, сопоставимый с продолжительностью транзита между первым и вторым контактами

В общем для начала неплохо понять, как корректней убирать тренды в данных Кеплера.

тут не поспоришь

[Olweg]

Тогда получается, что Кеплер "пропустил" еще примерно 997*(898/218)-997=3110 систем (всего 4107), представленных планетами размером с Землю на орбитах до 0,3 а.е.

То есть систем, в которых "земли" будут самыми заметными кандидатами? Вот это довольно рискованная экстраполяция, мне кажется. Лучше наверное воспользоваться общим количеством кандидатов:

Земли                 -    37шт(21,5%)       -  54,4% всех земель
Суперземли         -   64шт(37,2%)        -  22,2%
Нептуны              -   55шт(32,0%)        -   8,2%

Приняв отношение "земли"/"суперземли"/"нептуны" как 37/64/55, можно пересчитать оценки Borucki et al для орбит <0.3 ае. Процент нептунов остаётся неизменным - 14.7%. Суперземли: 14.7*64/55=17% (вместо 6.7%!). Земли: 14.7*37/55=10% (вместо 6.1%, тут оценка оказалась ближе). Суммарно получается примерно 42%, и это очевидно минимум, потому что практически не учтены планеты меньше земного радиуса (да и околоземного тоже далеко не все). Плюс к тому интересно бы проверить, как это влияет на распределение "земель" и "суперземель" по орбитальным радиусам - смещается ли пик распределения от звезды и насколько (если смещается, то можно ещё экстраполировать, добавив недостающие долгопериодичные планеты до a=0.3 ае).

И после этого поделить получившуюся цифру на коэффициент многопланетности (воспользовавшись, например, моделью Lissauer et al, с учётом возможной многочисленной однопланетной популяции).

[Borislаv]

Там все таки странный момент получается, что если построить распределение кандидатов с SNR>10 для детектирования до размера Земли, то получается есть более долгопериодичные кандидаты чем 30-40 дней (максимальный период с обнаруженными землями).


(по горизонтали периоды в днях, по вертикали радиусы Земли) (красные карлики тоже убрал для достоверности)

Почему спрашивается не удалось тогда обнаружить кандидаты размером с Землю и периодом в 30-100 дней?

[Olweg]

Думаю, что чем ниже сигнал/шум, тем сложнее вылавливать малочисленные транзиты.

[Olweg]

Плюс к тому интересно бы проверить, как это влияет на распределение "земель" и "суперземель" по орбитальным радиусам - смещается ли пик распределения от звезды и насколько (если смещается, то можно ещё экстраполировать, добавив недостающие долгопериодичные планеты до a=0.3 ае).

Сделал предварительную прикидку, но результат получился настолько странным, что я даже не понимаю, как его интерпретировать. Получается, что теперь уже распределение нептунов с ростом орбитального радиуса затухает быстрее, причём вдобавок быстрее, чем оно затухало для всего массива кандидатов (можно найти у Borucki et al на стр. 25-27). Самое интересное, однако, что характер распределения "земель" и "суперземель" практически не поменялся - как был пик на 0.04-0.08 ае, так и остался, и затухание на 0.08-0.30 ае идёт с такой же почти скоростью.

Это надо обмозговать.

[Александр Репной]

Космический телескоп "Кеплер" пришел в себя

Космический телескоп "Кеплер", предназначенный для поиска планет у других звезд, вернулся в нормальный режим работы и снова начал сбор научных данных после перехода в "безопасный режим", произошедшего 1 февраля, сообщает НАСА.

http://www.rian.ru/science/20110208/331743788.html

[Olweg]

Сделал предварительную прикидку, но результат получился настолько странным, что я даже не понимаю, как его интерпретировать.

Всё, наконец дошло. Речь ведь фактически идёт об обнаружении планет с радиусом Земли на орбитах кандидатов. Поэтому чувствительность, которая зависит от количества наблюдений (т.е. количества транзитов), падает с увеличением расстояния от звезды независимо от того, каков реальный радиус кандидата.

[Olweg]

Космический телескоп "Кеплер", предназначенный для поиска планет у других звезд, вернулся в нормальный режим работы и снова начал сбор научных данных после перехода в "безопасный режим", произошедшего 1 февраля, сообщает НАСА.

Хорошие новости

[Olweg]

В общем, получается, что до 0.04 ае существует избыток "земель" и "суперземель" - их там в несколько раз больше, чем "нептунов" (чего и следовало ожидать), а после 0.04 ае они превосходят "нептуны" примерно двух- или трёхкратно.

[Borislаv]

Думаю, что чем ниже сигнал/шум, тем сложнее вылавливать малочисленные транзиты.

Тогда все таки нужно детальней выбирать это отношение.


Сюдя по распределению максимум SNR приходится на SNR=20.

Строим распределение (без красных карликов).



Сейчас действительно больше похоже на правду - есть только один кандидат с периодом больше 30 суток. В дополнение начинает резко проступать две популяции - планеты с радиусом около 2 радиусов Земли и 1 радиус Земли.

[Mihail Sedyh]

Да, это действительно хороший способ! Но у меня получилось только 886 кандидатов с SNR<7.3. Пересчитывал по формуле SNR/R_p^2.

Чего-то торкнуло. Возможно я привел данные для случая, когда и все звезды на Солнце заменены... Файл на работе - завтра проверю... Впрочем, сильно на общую картину повлиять не должно...

 

Почему-то глубина транзита в списке кандидатов не вполне соответствует отношению R_p^2/R_s^2.

Не проверял. Возможно влияет неравномерная яркость по диску звезды, частичные транзиты и погрешность измерений.

2- Я брал выборку только по звездам (998 шт.), в мультипланетных системах расчитывал по кандидату с суффиксом ".01".

Там есть нюанс, что эти цифры означают порядок обнаружения, а не период обращения. Брать наиболее коротко-периодичную планету лучше, тем что у нее максимальная вероятность транзита.

При последних расчетах я выбирал планету с максимальным SNR (учитывает и количество транзитов), при равенстве - с максимальной геометрической вероятностью транзита. Существенно больше половины кандидатов оказались ".01". Опять же - завтра уточню.

Тогда получается, что Кеплер "пропустил" еще примерно 997*(898/218)-997=3110 систем (всего 4107), представленных планетами размером с Землю на орбитах до 0,3 а.е.

То есть систем, в которых "земли" будут самыми заметными кандидатами?

Да, на орбитах до 0,3. И которые Кеплер пока не обнаружил из-за недостаточной чувствительности. 

Вот это довольно рискованная экстраполяция, мне кажется.

Есть немного...

Приняв отношение "земли"/"суперземли"/"нептуны" как 37/64/55, можно пересчитать оценки Borucki et al для орбит <0.3 ае. Процент нептунов остаётся неизменным - 14.7%.

Наверное упустил.. 14,7% откуда?

[Mihail Sedyh]

Сделал предварительную прикидку, но результат получился настолько странным, что я даже не понимаю, как его интерпретировать.

Всё, наконец дошло. Речь ведь фактически идёт об обнаружении планет с радиусом Земли на орбитах кандидатов. Поэтому чувствительность, которая зависит от количества наблюдений (т.е. количества транзитов), падает с увеличением расстояния от звезды независимо от того, каков реальный радиус кандидата.

Кроме того, падает и геометрическая вероятность транзита, которая зависит и от размера планеты.
Я пробовал несколько вариантов характеристик, не зависящих от числа наблюдений (отталкиваясь от SNR или CDPP), но пока ничего особо хорошего не получается...

[Olweg]

14.7% - это всё из Боруцки:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,51690.msg1465603.html#msg1465603

У него фигурирует 17.2%, но до 0.3 ае получается только 14.7% (суммируя по таблицам).

Пока можно сделать вывод, что количество "суперземель" дальше 0.1 ае очень сильно недооценено (если они распределяются по тому же закону, что и нептуны). Их может быть как минимум столько же, сколько и нептунов, а может быть даже в два раза больше (нужно ещё перепроверить, почему-то у меня разные цифры получались для разных выборок), т.е. суммарный процент суперземель+нептунов может достигать 30-50% на орбитах <50 д. И даже с учётом многопланетности это будет процентов 20-30, что уже очень близко как к оценкам Howard et al, так и к оценкам женевской группы.

[Borislаv]

Пока можно сделать вывод, что количество "суперземель" дальше 0.1 ае очень сильно недооценено (если они распределяются по тому же закону, что и нептуны). Их может быть как минимум столько же, сколько и нептунов, а может быть даже в два раза больше (нужно ещё перепроверить, почему-то у меня разные цифры получались для разных выборок), т.е. суммарный процент суперземель+нептунов может достигать 30-50% на орбитах <50 д.

Странно, но если брать SNR больше 20 для обнаружения Земли для кандидата, то получается суперземель+земель намного больше: 1 юпитер, 10 нептунов, 16 суперземель и 30 земель. Это все кандидаты, без учета много-планетности. Неужели так оценку искажают эффекты селекции.