Данные миссии Кеплер за 22 месяца наблюдений
 KOI-172.02 – один из кандидатов в экзопланеты из опубликованного накануне набора данных (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Было объявлено об открытии 461 нового кандидата в экзопланеты, это довело общее число открытых миссией “Кеплер" кандидатов до 2740 у 2036 звезд. С момента последнего выпуска каталога в феврале 2012 года число кандидатов увеличилось на 20%.
Миссия НАСА “Кеплер" была запущена в марте 2009 года, ее основная цель – определить насколько распространены в Млечном пути землеподобные планеты – близкие по размеру к Земле планеты [землеразмерные], обращающиеся вокруг своих материнских звезд в пределах зон обитания, где вода на поверхности скалистых тел может находиться в жидком состоянии.
Кандидаты в экзопланеты выявляются Кеплером методом транзитной фотометрии, космический аппарат отслеживает малые изменения в яркости наблюдаемых им звезд, вызванные проходом по диску этих звезд обращающихся вокруг них планет [транзит]. Подобное явление жители Земли наблюдали в ушедшем году, когда Венера прошла по диску Солнца.
Исследователи в очередной раз заявили, что для подтверждения существования землеразмерной планеты в зоне обитания звезды типа Солнца “Кеплеру" в среднем потребуется наблюдение большего числа транзитов, чем ожидалось изначально. Промежуток времени между проходами землеподобной планеты по диску солнцеподобной звезды составляет около одного года. Кристофер Бурк [Christopher Burke, Институт поиска внеземных цивилизаций] заявил, что на наблюдения потребуется 7-8 лет. Все это необходимо, чтобы быть уверенным, что провал в свете звезды – это действительно сигнал землеподобной планеты.
“Кеплер" отслеживает изменения в яркости более 150000 звезд, из этого числа 95% – это солнцеподобные звезды [K0 – F8] и лишь 3% – это красные карлики. Однако красные карлики – это самый распространенный тип звезд в Млечном пути, они более активны, чем Солнце [желтый карлик], поэтому чаще выбрасывают потоки высокоэнергетических частиц. Красные карлики холоднее и соответственно меньше испускаемый ими поток энергии, а значит, зона обитания в системах с красным карликом находится много ближе к звезде, чем в системах с солнцеподобной звездой, поэтому полный оборот планеты, расположенной в зоне обитания красного карлика, займет значительно меньше времени, то есть необходимое число транзитов может быть набрано быстрее. Кроме того, так как эти звезды меньше и тусклее, планета, обращающаяся вокруг такой звезды, при прохождении по ее диску [транзите] будет блокировать большую долю света, чем планета с аналогичными размерами и параметрами орбиты у более крупной звезды, это делает обнаружение таких планет относительно более легким. Таким образом, вероятно, первыми будут открыты землеразмерные планеты, расположенные в зонах обитания красных карликов, а не солнцеподобных звезд.
Новые данные. Относительно данных, представленных в 2012 году, на 43% увеличилось число кандидатов в землеразмерные планеты [< 1,25 R♁], все представленные в каталоге кандидаты данной группы расположены на близких к своим звездам орбитах; на 21% выросло число кандидатов в суперземли [1,25 R♁ – 2 R♁]; на 15% увеличилось число кандидатов размером с Нептун [2 R♁ – 6 R♁]; на 4% сократилось число кандидатов размером с Юпитер [6 R♁ – 15 R♁]; на 14% выросло число кандидатов в более крупные объекты [ > 15 R♁].
Число звезд, обладающих более чем одним кандидатом, увеличилось с 365 до 467. 43% кандидатов имеют соседа по звездной системе.
С увеличением времени наблюдения отмечается преимущественный рост числа кандидатов в землеразмерные планеты и суперземли. Число землеразмерных планеты у целевых звезд и оценка общего числа землеразмерных планет в Галактике продолжат расти. Ожидается, что продленная миссия космического телескопа “Кеплер" позволит обнаружить землеразмерные планеты, расположенные значительно дальше от своих звезд, в том числе в зонах обитания.
Самый интересный кандидат из обновления. На пресс-конференции было объявлено, что открыты новые кандидаты, расположенные в зонах обитания звезд, в том числе четыре кандидата размером менее двух размеров Земли, один из этих кандидатов – KOI-172.02 – расположен у солнцеподобной звезды KOI-172. Если подтвердится, что KOI-172.02 является планетой, то, вероятно, это лучший на данный момент претендент на звание обитаемой планеты, расположенной за пределами Солнечной системы. Ее возможные параметры и параметры звезды приведены на плакате в заглавии статьи. Следует отметить, что значение равновесной температуры, позволившее отнести местоположение кандидата к зоне обитания, не является достаточным условием возможности существования воды в жидком состоянии на поверхности данного небесного тела. Значение температуры на поверхности планеты определяется в том числе ее атмосферой, например, равновесная температура Венеры – 232 К, а температура на ее поверхности за счет парникового эффекта достигает – 740 К.
Используемый “Кеплером" для обнаружения планет метод транзитной фотометрии не позволяет определить массу планеты, а значит, неизвестна ее средняя плотность, ничего нельзя сказать о ее вероятной структуре: является ли она водным миром с глобальным очень глубоким океаном, похожа ли она на Землю или Венеру. Определить массу планеты возможно методом измерения радиальной скорости. Обращающаяся вокруг звезды планета гравитационным влиянием вызывает периодические изменения положения звезды, что приводит к доплеровскому смещению линий спектра звезды. Измерение смещений спектра позволяет получить независимое подтверждение существования экзопланеты, а также оценить ее массу.
В системе KOI-172 есть еще один кандидат, расположенный значительно ближе к звезде, вне зоны обитания.
Тип звезды значения не имеет. Ранее полагалось, что небольшие планеты более распространены у небольших звезд. Однако теперь исследователи пришли к выводу, что частота обнаружения небольших планет у крупных звезд была недооценена. Они обнаружили, что для планет всех размеров, исключая газовые гиганты, тип звезды значения не имеет. Нептуны одинаково часто встречаются и у красных карликов, и у солнцеподобных звезд. Это же верно и для меньших миров, опровергая более ранние выводы.
Экстраполяция данных. Франсуа Фрессин [Francois Fressin, Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики] представил анализ данных первых 16 месяцев наблюдений “Кеплера", а не за 22 месяца [с мая 2009 по март 2011], данные по которым были обнародованы накануне.
Исследователь отметил, что каталог кандидатов “Кеплера" не является полным. В нем представлены данные лишь по группе звезд “Кеплера" и лишь по тем планетам, транзит которых происходит по лучу наблюдения телескопа. Кроме того, нужно учитывать, что около 9,5% кандидатов являются ложно-позитивными.
В Млечном пути около 100 миллиардов звезд. По заявлению исследователя, практически все звезды обладают планетными системами.
17% звезд имеют по крайней мере одну планету размером в 0,8 – 1,25 размера Земли, обращающуюся вокруг своей звезды за 85 дней или меньше [расположенную ближе, чем Меркурий к Солнцу]. Следует отметить, что данная цифра приведена для землеразмерных планет в указанном диапазоне орбит, тут и далее диапазон орбит имеет значение.
Фрессин подчеркнули, что это НЕ оценка числа землеразмерных планет, расположенных в зонах обитания своих звезд. Еще рано давать оценку числа землеподобных планет в Галактике.
Планеты, расположенные ближе к материнской звезде, обнаружить легче благодаря более высокой частоте транзитов. По мере сбора данных выйдут на свет планеты, расположенные на более далеких орбитах, кандидаты уже появляются в данных за 22 месяца. Таким образом, следует ожидать, что процент звезд имеющих хотя бы одну землеразмерную планету, обращающуюся по любой возможной орбите, будет еще больше.
Около 25% звезд имеют по крайней мере одну суперземлю размером в 1,25 – 2 размера Земли, обращающиеся вокруг своей звезды за 150 дней или меньше. На больших расстояниях от материнской звезды более крупные планеты обнаружить легче.
Еще около 25% звезд имеют по крайней мере один мини-нептун [в 2 – 4 раза крупнее Земли] с периодом обращения вокруг своей звезды вплоть до 250 дней. Более крупные планеты встречаются значительно реже. Лишь около 3% звезд имеют по крайней мере один крупный-нептун [в 4 – 6 раз больше Земли] и только 5% звезд обладают хотя бы одним газовым гигантом [в 6 – 22 раза крупнее Земли] с периодом обращения вокруг материнской звезды 400 дней или меньше.
Выступления Кристофера Бурка и Франсуа Фрессина
Также по теме:
- Можно ли сделать поиск экзопланет дешевле?
- Мир с двумя солнцами
- Слияние передовых космических миссий
- О прямом детальном изображении экзопланет и других перспективах астрономии