Kepler - космический телескоп для поиска планет

[SpaceEngineer]

Да, вполне правдоподобное объяснение, спасибо!

[Foma]

Понедельник - день экзопланет

arXiv:1707.04549: EPIC 228813918 b: an Earth-sized planet in a 4.3-hour orbit around an M-dwarf

Кеплер открыл ультракороткопериодическую планету земных размеров, вторую по периоду после KOI 1843.03 (всего 4 минуты не хватило, чтобы побить рекорд). Радиус 0.89 +/- 0.09 радиусов Земли,  массу из RV-измерений достоверно определить не удалось, только пределы, но плотность должна быть больше 6.4 г/см³, иначе порвет приливными силами.

arXiv:1707.04292: Characterization of the K2-18 multi-planetary system with HARPS: A habitable zone super-Earth and discovery of a second, warm super-Earth on a non-coplanar orbit

Определена масса суперземли в обитаемой зоне близкой звезды K2-18. Она оказалась равной 8.0±1.9 масс Земли, что дает среднюю плотность 3.7±0.9 г/см³. Также обнаружена еще одна (нетранзитная) планета массой msini=7.5±1.3 масс Земли и периодом около 9 дней.

[Dayan]

Сегодня вышла статья, в которой астрофизики из Великобритании и Дании сделали переоценку массы планеты Kepler-10c: Pinning down the mass of Kepler-10c: the importance of sampling and model comparison.
Напомню, что Kepler-10c – планета с радиусом 2.32 R_⊕, обращающаяся вокруг жёлтого карлика на орбите с периодом 45.3 суток.
Первоначальная оценка её массы основывалась на данных с HIRES, и была равна ~17 M_⊕, что давало нереально высокую плотность (и поэтому заговорили о первой открытой "мегаземле"). Однако дальнейшие наблюдения и новый анализ намекали на меньшую массы планеты. Значение массы, определённое с помощью HARPS-N было несовместимо с данными от HIRES на уровне 3-х сигм, причём данные с разных спектрографов были ещё и не когерентными!
Авторы новой работы аккуратно анализируют все имеющиеся данные заново, и получают собственное значение массы Kepler-10c – 7.37 ^+1.32_−1.19 M_⊕, что даёт среднюю плотность 3.14 г/см³, типичную для горячих планет с похожими радиусами (мининептунов). Так что никаких мегаземель.

[Dayan]

В статье, которая вышла сегодня, астрофизики из Европы закрыли три "планеты", которые ранее были найдены миссией "K2", и прошли процедуру валидации! Disproval of the validated planets K2-78b, K2-82b, and K2-92b
Анализ фотометрии "K2" и движения барицентров родительских звёзд K2-78b, K2-82b и K2-92b выявил, что транзиты этих объектов вызываются не планетами, а фоновыми затменными двойными: фактически, глубина и продолжительность их транзитов оказались зависящими от размера кружка, внутри которого проводится фотометрия звёзд на изображении матрицы телескопа "Кеплер" (т.е. свет более яркой звезды "загрязнён" светом фоновой двойной, и при изменении апертуры кружка изменяется доля сигнала в общий вклад от двойной со всеми её затмениями)! В случае транзита планет такого быть не должно. У K2-92b чётные и нечётные транзиты явно отличаются по глубине (общий период затменной двойной оказался равным 1.4 суток, а не 0.7, как считалось в статье, подтверждающей её как планету); у K2-82b тоже было найдено вторичное затмение (чего в предположении транзита суперземли для таких зашумлённых данных быть не могло)!
Авторы подчёркивают, что при проверке планетных кандидатов, обнаруженных космическими миссиями, стоит проявлять особую осторожность.

Кстати, в прошлом году я указывал на неадекватное "подтверждение" кандидата у EPIC 211152484, и присвоение ему планетного названия K2-92b, несмотря на все странности фотометрии:

А меня напрягает немного другое:

У звезды EPIC 211152484 (поздней F или ранней G, Kp = 12.1^m) имеется странный кандидат (скорее всего ложный, период 16.9 часов), транзиты которого видны в только примерно половине наблюдательной кампании, причём она охватывает немного времени до серии "транзитов", и больше времени – после, когда они снова исчезают. Глубина транзитов переменная, хотя авторы оценили размер затмевающего тела в 1.7 ± 0.19 размера Земли. Возможными объяснениями являются: необычная переменность звезды; наблюдаемый с ребра протопланетный или осколочный диск, в котором возникают и распадаются уплотнения; распадающаяся экзокомета.

В сегодняшней статье мутный объект в этой системе пометили подтверждённой планетой, и присвоили ему название K2-92b!

[Dayan]

В сегодняшней статье, которую выложили в Архиве трое астрономов из США (в том числе знакомый нам Д. Киппинг), сообщается о теоретически подсчитанной вероятности встречаемости экзолун: HEK VI: On the Dearth of Galilean Analogs in Kepler and the Exomoon Candidate Kepler-1625b I.
Кроме того, в статье приводятся свидетельства обнаружения первой транзитной экзолуны Kepler-1625b I!

Всего на предмет поиска экзолун было исследовано 284 кандидатов "Кеплера" с размерами от 1 земного до юпитерианского, которые обращаются вокруг родительских звёзд на орбитах с большими полуосями 0.1-1 а.е.. Частота встречаемости аналогов галилеевых лун должна быть ниже 0.38 на планету (с 95% вероятностью), а с вероятностью 68.3% эта частота равна 0.16 ^+0.13_−0.10.

Kepler-1625 – звезда, имеющая радиус 1.79 радиуса Солнца (плюс-минус), около которой известна планета-гигант, обращающаяся с периодом 287.38 суток. В данных основной миссии "Кеплера" планета демонстрирует три транзита, которые имеют слегка несимметричную форму.
Радиус планеты близок к радиусу Юпитера, а её масса почти в 10 раз превышает массу Юпитера. Экзолуна, имеющая радиус Нептуна, отстоит от планеты на расстояние около 19.1 ^+2.1_–1.9 радиуса планеты. Орбита экзолуны находится за пределами полости Роша пары планета+луна, но внутри радиуса сферы Хилла планеты (по отношению к звезде). Динамически система должна быть стабильной на протяжении времени, большего, чем 5 млрд лет.
Авторы говорят, что обнаружение экзолун подобного размера является очень неожиданным, поскольку само их существование в литературе даже не предполагается. Но отмечается, что такая луна не могла образоваться в околопланетном протоспутниковом диске. Возможно, что Kepler-1625b I оказалась на орбите Kepler-1625b при её гравитационном захвате. При этом, избыток импульса мог быть передан части атмосферы планеты-гиганта – в результате касательного столкновения двух планет (мы все знаем, что планеты могут мигрировать ближе к звезде, когда их протопланетный диск ещё не рассеялся). Но это, конечно, просто первое предположение, требующее детального физического моделирования.

Проверить её существование должен будет телескоп "Хаббл", который 29 октября сего года проведёт наблюдение транзита Kepler-1625b. Авторы подчёркивают, что данные "Кеплера" не позволяют сделать совершенно твёрдый вывод о существовании Kepler-1625b I. Только после наблюдения на "Хаббле" можно будет говорить о чём-то более определённо.

[vsf]

Радиус планеты близок к радиусу Юпитера, а её масса почти в 10 раз превышает массу Юпитера. Экзолуна, имеющая радиус Нептуна, отстоит от планеты на расстояние около 19.1 ^+2.1_–1.9 радиуса планеты. Орбита экзолуны находится за пределами полости Роша пары планета+луна, но внутри радиуса сферы Хилла планеты (по отношению к звезде). Динамически система должна быть стабильной на протяжении времени, большего, чем 5 млрд лет.
Авторы говорят, что обнаружение экзолун подобного размера является очень неожиданным, поскольку само их существование в литературе даже не предполагается. Но отмечается, что такая луна не могла образоваться в околопланетном протоспутниковом диске. Возможно, что Kepler-1625b I оказалась на орбите Kepler-1625b при её гравитационном захвате. При этом, избыток импульса мог быть передан части атмосферы планеты-гиганта – в результате касательного столкновения двух планет (мы все знаем, что планеты могут мигрировать ближе к звезде, когда их протопланетный диск ещё не рассеялся). Но это, конечно, просто первое предположение, требующее детального физического моделирования.

Спасибо, очень интересная новость. В статье приводится фотометрия транзита возможной экзолуны. Глубина около 500 ppm.

[Olweg]

Да, очень интересно! Хорошо бы подтвердилось.

[Olweg]

Тут один из соавторов пишет, почему опубликовали статью до подтверждения Хабблом: боялись, что СМИ и конкуренты выяснят про открытие через заявку на наблюдения, которая будет лежать в открытом доступе:

https://blogs.scientificamerican.com/observations/are-astronomers-on-the-verge-of-finding-an-exomoon/

Можно вспомнить историю с открытием Хаумеа, когда информация о наблюдении объекта утекла в сеть, чем тут же воспользовались.

[Dayan]

Я бы тоже на их месте так поступил. Ну, или скорее просто не удержался бы, а то ждать несколько месяцев.

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве – статья об открытии двух очень теплых юпитеров EPIC 211418729 b и EPIC 211442297 b:
https://arxiv.org/pdf/1708.07128.pdf

Обе планеты вращаются вокруг поздних G или ранних K звезд, причем звезды старые – одной 9.9 ^+2.3/_-3.2 млрд. лет, другой 10.7 ^+1.7/_-4.2 млрд. лет.

Масса EPIC 211418729 b – 1.85 ± 0.23 масс Юпитера, радиус – 0.94 ± 0.03 радиусов Юпитера, что дает среднюю плотность 2.99 ± 0.46 г/куб.см. Планета вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите на расстоянии 0.0931 ± 0.0006 а.е. (~24.4 звездных радиуса) и делает один оборот за 11.39 земных суток. Эффективная температура планеты - 719 ± 15К.

Масса EPIC 211442297 b – 0.84 ± 0.20 масс Юпитера, радиус – 1.12 ± 0.06 радиусов Юпитера, соответственно, средняя плотность 0.82 ^+0.30/_-0.24 г/куб.см. Планета находится на слегка эллиптической орбите: эксцентриситет 0.137 ± 0.074, большая полуось 0.137 ± 0.001 а.е. (~33.8 звездных радиусов). Орбитальный период 20.273 земных суток, эффективная температура – 682 ± 24К.

Обе планеты интересны тем, что они гораздо прохладнее типичных горячих юпитеров. EPIC 211418729 – выскометалличная звезда, и, судя по средней плотности, у ее планеты есть крупное ядро из тяжелых элементов.

[LeMay]

  https://www.nasa.gov/feature/jpl/kepler-watches-stellar-dancers-in-the-pleiades-cluster
  Kepler 72 дня наблюдал Плеяды и получил периоды вращения более 750 звезд, почти 500 из которых стали известны впервые. Периоды вращения - от долей суток до 11 суток. Интересно, что многие маломассивные (0,1 солнечной массы) звёзды вращаются очень быстро (менее чем за сутки).
 
  Небольшое видео о переменности всех 7 самых ярких звёзд ("Семи Сестёр") скопления по данным Kepler: http://www.youtube.com/watch?v=-Fq-5NID7vA#&feature=youtu.be Согласно научной статье о них T. R. White и других, 6 из 7 "сестёр" являются переменными звёздами типа SPB (пульсирующими звёздами спектрального класса B, схожими с переменными типа β Цефея, но обладающими большими периодами пульсаций), а блеск седьмой, Майи, меняется из-за крупных пятен с периодом 10 суток. В середине XX века для необычных малоамплитудных пульсирующих переменных звёзд спектральных классов B7-A2 с периодами от 1 до 4 часов было предложено название "переменные типа Майя", но позже переменность самой Майи была поставлена под сомнение. П.Н.Холопов в 1981 году отмечал, что

В начале пятидесятых годов Струве (1955) выдвинул гипотезу о существовании гипотетической последовательности Майя, заполняющей пробел между пульсирующими переменными типов  Сер и  Sct. Струве проводил эту последовательность между двумя звездами - членом скопления Плеяды Майей (B7III) и  UMi (A3II-III). До сих пор различные исследователи (см., например, Бердсли, Жижка, 1977; Брегер, 1979) продолжают возвращаться к обсуждению этого вопроса. Переменность блеска Майи еще не доказана. Нам представляется, что последовательности Майя вообще не существует.

Так что T. R. White и другие "закрыли вопрос" Майи и указали на бессмысленность ещё встречающегося иногда в статьях термина "переменные типа Майя".

[vsf]

  Kepler 72 дня наблюдал Плеяды и получил периоды вращения более 750 звезд, почти 500 из которых стали известны впервые. Периоды вращения - от долей суток до 11 суток. Интересно, что многие маломассивные (0,1 солнечной массы) звёзды вращаются очень быстро (менее чем за сутки).

На последней Кеплеровской конференции сказали, что семь ярчайших звезд Плеяд (все с собственными именами) стали самыми яркими звездами, которые вообще наблюдал космический телескоп за всё время работы. Пару слайдов на эту тему.

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве опубликована статья, посвященная открытию трех транзитных планет у красного карлика LP 358-499:
https://arxiv.org/pdf/1709.01025.pdf

Планеты обнаружены "Кеплером" в рамках миссии K2. Родительская звезда имеет альтернативное обозначение EPIC 247887989.
Ее спектральный класс – M1 V, она удалена от нас на ~80 пк и поэтому довольно тусклая – 14-й звездной величины в видимых лучах.
Орбитальные периоды транзитных планет – 3.07, 4.87 и 11.02 земных суток, радиусы планет – 1.35, 1.58 и 2.21 радиусов Земли. Температурный режим внешней планеты близок к температурному режиму Меркурия, остальные две еще горячее.
К сожалению авторы не пишут ни погрешности параметров звезды, ни погрешности параметров планет. Также они приводят в таблице оценки масс планет, но надо правильно понимать, что RV-замеров они не делали, а массы оценили из статистических соображений.

Интересно, что с  LP 358-499 видны транзиты Меркурия по диску Солнца.

[Dayan]

В другой статье, которая вышла сегодня, сообщается об измерении масс планет в системе HD 106315 с помощью HARPS: Precise masses for the transiting planetary system HD 106315 with HARPS.
Это довольно яркая звезда класса F5V (её V = 9.0^m). Напомню, что миссией "K2" у неё были обнаружены две транзитные планеты. Орбитальные периоды планет b и c соответственно составляют 9.55 и 21.06 суток.
Авторам новой статьи также удалось пронаблюдать частичный транзит второй планеты на наземном 1-м телескопе LCO (обсерватория CTIO, Чили).
Масса HD 106315 b оказывается равной 12.6 ± 3.2 массы Земли, что при радиусе 2.44 ± 0.17 радиуса Земли даёт среднюю плотность 4.7 ± 1.7 г/см³.
Масса второй планеты, HD 106315 c, оказывается довольно близкой к массе первой планеты – 15.2 ± 3.7 массы Земли, однако её радиус заметно больше, 4.35 ± 0.23 радиуса Земли, что ведёт к средней плотности 1.01 ± 0.29 г/см³.
Очевидно вторая планета содержит в своём составе большую долю летучих веществ, чем первая (воды, гелия-водорода).
Интересное различие у двух соседних планет в одной системе.

[vika vorobyeva]

Осень, сбор урожая
Сегодня в Архиве – статья об открытии 3 небольших транзитных планет у оранжевого карлика GJ 9827 (EPIC 246389858):
https://arxiv.org/pdf/1709.01527.pdf

Планеты открыты "Кеплером" (а чем же еще?). Система тесная компактная, близкая к резонансу 1:3:5. Орбитальные периоды (от внутренней планеты к внешней): 1.21, 3.65 и 6.2 земных суток, радиусы 1.75 ± 0.12, 1.36 ± 0.09 и 2.10 ± 0.15 радиусов Земли. Массы планет измерить не удалось, колебания лучевой скорости звезды не превышают 2.4 м/с. Также не удалось зафиксировать вариации времени наступления транзитов, которые превышали бы 3 минуты.
До звезды – всего 30.3 ± 1.6 пк, это ближайшая система, открытая в рамках K2.

Upd Почитала внимательнее. Авторы статистически оценили массы планет в 4.5, 3.5 и 5.4 масс Земли и нашли, что они должны наводить на свою звезду колебания лучевой скорости с полуамплитудами  3.5, 1.9 и 2.5 м/с. Также благодаря близости к резонансу есть неплохие шансы измерить массы планет TTV-методом, но для этого необходимо мониторить звезду не менее 220 суток (суперпериод двух внутренних планет).
В общем, авторы не собираются бросать GJ 9827 и обещают посвятить измерению ее лучевых скоростей отдельную статью.

[Dayan]

В Архиве препринтов вышла статья об открытии трёх транзитных планет в системе звезды, принадлежащей скоплению Гиады: Zodiacal Exoplanets in Time (ZEIT) VI: a three-planet system in the Hyades cluster including an Earth-sized planet.
Звезда EPIC 247589423 является K5.5-карликом, имеет светимость 0.163 светимости Солнца (V = 11.2^m), и довольно богата металлами (их почти на 40% больше, чем на Солнце). Расстояние оценивается в 59.4 пк (примерно 194 световых года).
Параметры обнаруженных планет:
1) Планета b имеет радиус 0.99 ^+0.06_–0.04 R_⊕ (!), и обращается по орбите с периодом 7.98 суток.
2) Планета c имеет радиус 2.91 ^+0.11_–0.10 R_⊕ (мининептун), и обращается по орбите с периодом 17.31 суток.
3) Планета d имеет радиус 1.45 ^+0.11_–0.08 R_⊕ (суперземля), и обращается по орбите с периодом 25.58 суток. Её температурный режим близок к температурному режиму Меркурия.
Авторы говорят о том, что благодаря хорошему блеску и относительно низкой активности родительской звезды (несмотря на молодой возраст ~800 млн лет) измерения масс планет с помощью современных высокоточных спектрографов возможно.

[Dayan]

Сегодня вышла статья об открытии новой планеты с ультракоротким периодом, причём с помощью PFS и HARPS-N авторам удалось измерить её массу: The discovery and mass measurement of a new ultra-short-period planet: EPIC 228732031b.
Система EPIC 228732031 расположена на 10 поле миссии "K2".
Родительская звезда представляет собой поздний G-карлик с солнечной металличностью. Его светимость составляет 0.43 солнечной (из формулы С-Б), блеск V = 12.1^m.
Обнаруженная планета обращается вокруг звезды с периодом 0.3693 суток (т.е. за 8 ч 52 м!), что делает её второй после Kepler-78b самой короткопериодической транзитной планетой из известных (или третьей, если считать с KOI-1843.03). Она имеет радиус 1.81 ^+0.16_–0.12 R_⊕, что вкупе с массой 6.8 ± 1.6 M_⊕ приводит к средней плотности около 6.3 г/см³. В предположении земного состава недр такая плотность может говорить о наличии водной оболочки с массовой долей воды от 0 до 59%.
Система удалена от Земли на расстояние примерно 174 ± 20 пк (568 световых лет).

[Olweg]

Большая полуось орбиты - 2.66 радиуса звезды! То есть от фотосферы она отстоит всего на 1.66 радиуса, меньше поперечника звезды. Это, пожалуй, рекорд. У Кеплер-78 похожая орбита, но звезда мельче, и a/r должно быть больше.

[Dayan]

Большая полуось орбиты - 2.66 радиуса звезды! То есть от фотосферы она отстоит всего на 1.66 радиуса, меньше поперечника звезды. Это, пожалуй, рекорд. У Кеплер-78 похожая орбита, но звезда мельче, и a/r должно быть больше.

Это, конечно, если не считать KOI-1843.03, где a/r = 1.9, и планету Kepler-91b у звезды-гиганта, где оно равно что-то около 2.5.

[Olweg]

Ну, у гиганта может быть уже и внутри фотосферы )
KOI-1843.03 не нашёл в exoplanets archive, есть только 01 и 02.