[показать]
Сравнительные размеры транзитных планет Кеплера, находящихся в обитаемой зоне своих звезд.
Команда «Кеплера» провела валидацию 12 небольших транзитных кандидатов, 3 из которых были известны ранее, а 9 представлено впервые. Три планеты расположены в обитаемой зоне своих звезд, одна (Kepler-442 b) имеет радиус 1.34 земного и температурный режим Марса.

За 4 года работы в рамках основной миссии космический телескоп им. Кеплера обнаружил более 4 тысяч надежных транзитных кандидатов в планеты. Большинство из них расположены близко к своим звездам и нагреты до высоких температур, исключающих наличие на них жизни. Этот факт является простым следствием того, что геометрическая вероятность транзитной конфигурации обратно пропорциональна расстоянию до звезды. Если планета расположена на расстоянии ~0.05 а.е. от своей звезды, а сама звезда напоминает Солнце, то вероятность транзитной конфигурации составляет ~10%. Если планета, как и Земля, находится на расстоянии 1 а.е., эта вероятность падает ниже 0.5%.

Тем не менее, среди транзитных кандидатов Кеплера есть и кандидаты с достаточно большими орбитальными периодами, находящиеся достаточно далеко от своих звезд и имеющие температурные режимы Венеры, Земли и даже Марса. Понятно, что они привлекают особый интерес. Одной из амбициозных задач «Кеплера» было обнаружение «сестер Земли» – т.е. землеразмерных планет, находящихся в обитаемой зоне своих звезд – аналогов Солнца. Пока эта задача не выполнена, «вторая Земля» еще не найдена. Однако среди планетных кандидатов, успешно прошедших процедуру валидации (статистического подтверждения планетной природы транзитных кандидатов), все больше небольших планет с умеренным температурным режимом. Круг постепенно сужается!

В начале января 2015 года научная группа «Кеплера» опубликовала препринт статьи, отправленной в The Astrophysical Journal и посвященной валидации 12 небольших транзитных планет, 3 из которых были известны ранее, а 9 представлены впервые. Их орбитальные периоды лежат в интервале от 34 до 207 земных суток, радиусы оцениваются в 1.1-2.7 радиусов Земли, температурные режимы позволяют отнести их, пусть и с оговорками, к обитаемой зоне своих звезд. Большинство этих планет вращается вокруг оранжевых карликов, т.е. звезд главной последовательности спектрального класса K. Три новые планеты из этого списка можно отнести к потенциально обитаемым.

[показать]
Расположение новых планет, а также других надежных транзитных кандидатов (показаны синими кружками) и ранее подтвержденных планет (показаны серыми сферами) на плоскости «энергия, получаемая от звезды – температура фотосферы родительской звезды». Широкой зеленой полосой показана обитаемая зона.
Почему речь пока идет только о валидации, а не о полновесном подтверждении с измерением массы планет и их средней плотности? К сожалению, предполагаемая амплитуда колебаний лучевых скоростей родительских звезд, наводимых новыми планетами, составляет всего несколько десятков сантиметров в секунду, а значит, не может быть измерена современными средствами. Для ярких хромосферно тихих звезд точность измерения лучевых скоростей с помощью спектрографа Северный HARPS может достигать 0.6-0.8 м/сек, но проблема состоит в том, что рассматриваемые звезды достаточно тусклые, 14-15 звездной величины, а для них точность существенно ниже.

Для определения параметров новых планет была использована фотометрия Кеплера за все 17 наблюдательных кварталов, т.е. с мая 2009 по май 2013 года. Для исключения ложных открытий и с целью учета возможного загрязнения кривых блеска целевых звезд светом близких звезд-компаньонов (или звезд фона) была проведена съемка окрестностей этих звезд на телескопах UKIRT и Кек. У пяти звезд на расстоянии 0.2-5 угловых секунд были обнаружены компаньоны, чей вклад в кривые блеска был оценен и учтен. Для точного определения свойств родительских звезд на обсерватории им. Кека с помощью спектрографа HIRES были получены их спектры высокого качества. Грубое (с точностью ~100 м/сек) измерение лучевых скоростей родительских звезд позволило исключить скользящие транзиты двух звезд как источник возможных ложных открытий. После тщательного анализа планетная природа 8 анонсированных транзитных кандидатов была подтверждена с достоверностью выше 99.73% (3 сигма), еще у одного достоверность составляет 99.2% (2.6 сигма), этот кандидат (KOI-4427.01) пока не получил статус планеты и имени по каталогу Кеплера.



* За единицу принимается освещенность, создаваемая Солнцем на орбите Земли.

Мы видим, что погрешности в определении параметров планет еще слишком велики, чтобы можно было сделать однозначные выводы об их потенциальной обитаемости, однако какие-то выводы сделать уже можно. Планеты Kepler-436 b, Kepler-437 b, Kepler-439 b, Kepler-440 b и Kepler-443 b слишком велики, чтобы быть планетами земного типа, скорее всего, перед нами океаниды или мини-нептуны. Размеры Kepler-438 b лишь немного превышают размеры Земли, однако освещенность на орбите этой планеты делают ее скорее аналогом Венеры (хотя величина погрешности в определении освещенности не исключает и того, что перед нами аналог Земли). Температурный режим планеты Kepler-441 b соответствует главному поясу астероидов, однако крупные размеры этой суперземли подразумевают протяженную плотную атмосферу, парниковый эффект в которой может сделать ее климат достаточно мягким. Еще интереснее в этом смысле планета Kepler-442 b – ее радиус лишь на треть превышает земной, а температурный режим соответствует температурному режиму Марса. Из всех представленных здесь новых планет она напоминает Землю больше всего.

[показать]
Новые планеты на плоскости «орбитальный период – радиус». Диаграмма любезно предоставлена Виктором Ясинским.
Источники: https://www.cfa.harvard.edu/~torres/smallHZ/smallHZplanets.pdf
http://kepler.nasa.gov/news/nasakeplernews/index.cfm?FuseAction=ShowNews&NewsID=367
Перевод: http://stp.cosmos.ru/index.php?id=1137&tx_ttnews[t...a8cdeb912ee0e4648194ed9370fd39