Kepler卫星带来的1091颗新系外行星候选

(如果要说2011年哪个天文领域吸引了最多的目光，那么无疑是系外行星研究；而如果说哪个天文设备在过去的一年多里最出风头，恐怕也没有多少人会反对是Kepler，这架给系外行星，食变变星，甚至是星震学带来革命的空间卫星吧；在2月的最后几天，Kepler又一次给我们送上了一份大礼，来自16个月测光数据处理的1091颗新系外行星候选，让我这个完全的外行也不由得关注一下了。当然，这些还只是候选，到目前为止，在2000多颗Kepler发现的候选里面还只有61颗得到了确认，不过这也意味着在这个领域内，还有很多很多的工作要做！)

文章： Planetary Candidates Observed by Kepler, III: Analysis of the First 16 Months of Data

• 作者：Natalie M. Batalha, Jason F. Rowe, Stephen T. Bryson, Thomas Barclay, Christopher J. Burke, Douglas A. Caldwell, Jessie L. Christiansen, Fergal Mullally, Susan E. Thompson 等
• 论文索引： astro-ph:1202.5852

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Take Home Message：

从2009年项目开始以来，Kepler卫星就几乎没有停下他不断带给我们惊喜的步伐，在这期间，Kepler项目组给出了两次主要的数据发布：2010年6月，仅仅利用Kepler 43天观测数据的发布就给出了312颗行星候选；2011年2月，13个月的测光数据给出了总共1235颗新的候选。这两次发布分别被称为B10和B11，到目前为止，已经有61个候选被后续的观测确认下来，其中不乏里程碑式的发现：比如Kepler-10b：Kepler发现的第一颗”Rocky”行星；Kepler-11：拥有6个系外行星的系统；Kepler-16ABb：第一颗发现的围绕着双星绕转的系外行星；Kepler-22b，第一颗被发现在宜居带中的半径仅有2.4倍地球半径的行星；Kepler-20 e & f：项目最早发现的地球大小的行星。。。等等等等。

在这次备受瞩目的数据发布中，最主要的结果就是Kepler卫星16个月的测光数据探测到的5000多个掩星信号的分析结果，通过各种方法排除伪探测，本文最终确定了1091个新的掩星方法探测到的系外行星的候选；这也使得Kepler探测行星候选的总数达到了2300个。在确定了候选之后，还利用了22个月的测光属于来研究这些候选行星的具体性质。本文的主要结果可以在Kepler自己的网站上找到很好的介绍，同时在UniverseToday网站上还可以找到这些行星候选数据的很好的可视化介绍（YouTube视频，自备梯子）。所有这些候选的信息都以表格的形式发布在网上，可以在这里找到；这些数据中包括了探测到掩星事件的事件，估计的轨道周期，行星半径，轨道半长径数据。在这些新找到的行星候选中，最显著的增长来自于估计的行星半径小于两倍地球半径的小半径行星候选；当然，随着使用的测光数据的时间覆盖的变长，更多的长周期的行星候选也被找到（这里面的长周期的定义是轨道周期长于50地球日的那些）。和之前的几次数据发布相比，这次新找到的行星候选数量的增长显著的高于预期，这从一定程度上反映了随着项目的进行不断被完善的数据处理流程和新的技术方法的引入带来的好处。在这次数据发布中，拥有多个行星候选的系统比例从之前的17%提高到了20%，在这其中，同时有多颗短周期巨行星的系统仍然非常的显著。当然，可能最受关注的结果还要数一些长周期，小质量，可能位于宜居带中的地球质量行星的发现，考虑到目前的探测手段和Kepler任务的进展，可以预测这样的行星数量不会很少。

关于本文中具体的技术细节实在超出了我的知识范围，抱歉暂时没有时间通读本文再介绍给大家了，还是以看图说话的形式，简单的展现一下本文的结果吧：

图一：所有Kepler探测的行星候选的半径-轨道周期分布，其中蓝色点为B10发布，红色点为B11发布，黄色数据为本文新增的候选，其分布的变化显而易见。在半径方向，不同的线给出了地球，木星，海王星对应的半径。

图二：于上图相同，只是本图上不同的颜色和数据点大小代表了候选所在的行星系统中总行星数量，其中最明显的6个红色数据点属于目前唯一的一个6行星系统的探测。

图三：Kepler项目不同数据发布给出的系外行星候选的半径-平衡温度分布，图中颜色于图1含义相同；地球，木星，海王星半径也被指出；同时，在图中可以看到三条垂直的虚线，这三条线代表了宜居带的温度估计，使用的是Kaltenegger & Sasselov (2011）文中给出的模型；图中，最左侧和右侧的线代表了宜居带的内外温度，中间的虚线代表了太阳-地球系统的平衡温度。

图四：与上图相同，只是对于宜居带区域进行了放大；可以看到唯一的一颗在宜居带边缘，且具有地球半径的行星候选；图中大部分的行星虽在宜居带中，但其半径还是远大于地球半径。

图五：KOI-2124.01：靠近宜居带的最小的行星候选的多次周期平均的掩星曲线。

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