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开普勒感兴趣天体

开普勒感兴趣天体（KOI）是由开普勒太空望远镜观测到，被怀疑拥有一颗或多颗行星凌的恒星。KOIs来自有150,000颗恒星的主清单，该清单本身是由开普勒输入星表（KIC）生成的。每颗KOI都会显示周期性变暗，表明一颗看不见的行星在恒星和地球之间经过，食了恒星的一部分。然而，这种观测到的变暗并不能保证是行星凌日，因为其他天体，例如背景中的食双星，可以模仿凌日的信号。出于这个原因，大多数KOIs尚未被证实是凌日行星系统。

历史

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根据2009年5月2日至2009年9月16日期间的观测，KOIs清单于2010年6月15日首次公开发布，其中包含306颗疑似拥有系外行星的恒星。同时还宣布还发现了另外400颗KOIs，但不会立即向公众发布。这样做是为了让开普勒团队成员进行后续的观察[1]。

2011年2月1日，释出在同一时间段内进行的第二次观测报告，包含改进的日期缩减，并列出了997颗恒星周围的1,235个凌日信号[2]。

命名公约

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开普勒观测到的被认为是凌日事件的候选者，命名为"KOI"，后跟一个整数。对于与特定KOI相关的每组周期性凌日事件，该恒星的KOI编号中都会添加一个两位数的小数。例如，在恒星KOI-718周围发现的第一个凌日事件候选者被指定为KOI-718.01，而第二个候选者是KOI-718.02，第三个是KOI-718.03[2]。一旦凌日候选者被验证为行星（见下文），这颗恒星被指定为"开普勒"，后跟一个连字元和一个整数。相关的行星具有相同的名称，后跟每个发现顺序的字母。

关于KOIs的开普勒数据

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对于开普勒观测凌日的所有150,000颗恒星，都有每颗恒星的表面温度，半径，表面重力和质量的估计。这些量来自开普勒太空望远镜发射前，在弗雷德·劳伦斯·惠普尔天文台以1.2米反射镜进行的光度测定的观测[3]。对于KOIs，还有关于每个传输信号的数据：信号的深度，信号的持续时间和信号的周期（虽然有些信号缺少最后一条资讯）。假设信号是由行星引起的，这些数据可以用来获得行星相对于其母恒星的大小，行星与母恒星大小的相对距离（假设零偏心率），以及行星的轨道周期。结合前面描述的恒星估计性质，可以估计行星的绝对大小，它与主星的距离以及它的平衡温度[1][4]。

混淆的来源

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误报

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虽然据估计90%的KOI凌日候选者是真正的行星[5]，预期一些KOI将是伪阳性，即不是实际的凌日行星。预期这些误报中的大多数是食双星，由于在空间上比前景的KOI更远，因此更暗，但与天空中的KOI太近，使开普勒望远镜无法区分。另一方面，在开普勒观测到的15万颗恒星中，数据的统计波动预期不会造成一个误报事件[2]。

错误识别

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除了误报之外，凌日信号也可能是由于行星比开普勒估计的要大得多。当有光源而不是简单的恒星被凌日时，例如在联星系统中就会发生这种情况。在这种情况下，产生光的表面积比假设的要大，因此给定的传输信号比假设的要大。由于大约34%的恒星系统是联星，高达34%的KOI行星信号可能来自联星系统中的行星，因此比估计的要大（假设行星在联星系统中形成的可能性与在单星系统中形成的可能性一样大）。然而，额外的观测可以排除这些可能性，并且对于确认任何给定行星候选者的性质至关重要[2]。

验证候选者

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为了确认KOI确实具有已预测的行星，而不是假阳性或误认，需要进行额外的观察。最成熟的确认方法是获得作用在KOI上的行星的径向速度测量值。然而，对于许多KOI来说，这是不可行的。在这些情况下，使用地面望远镜的散斑成像或自适应光学成像可用于大大降低背景食双星的可能性。据估计，这种后续观测将此类背景物体的几率降低到0.01%以下。此外，可以采取KOI的光谱来观察恒星是否是联星系统的一部分[2]。

值得注意的KOIs

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已确认行星的KOIs

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主条目：开普勒望远镜发现的行星列表

截至2016年8月10日，开普勒已经发现与确认围绕1,647颗恒星运行的2,329颗行星，以及4,696颗候选行星[6][7]。

先前探测到的行星

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以前从地面观测中已知的行星，经由开普勒任务重新观测，在开普勒太空望远镜视场内已被确定为开普勒-1、开普勒-2和开普勒-3这三颗恒星。这三颗恒星之前被编目为GSC 03549-02811、HAT-P-7和HAT-P-11[8]。

开普勒团队确认的行星

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开普勒首先观测到八颗恒星具有指示凌日行星的信号，此后它们的性质得到了证实。这些恒星是：开普勒-1658、KOI-5、开普勒-4、开普勒-5、开普勒-6、开普勒-7、开普勒-8、开普勒-9、开普勒-10、和 开普勒-11。其中，开普勒-9和开普勒-11被确认有多颗行星行星（分别为3颗和6颗）[8]。绕行开普勒-1658的开普勒-1658b（KOI-4.01）在2019年得到确认[9][10]。

其它合作证实的行星

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从向公众发布的开普勒数据来看，开普勒-40这个系统已被证实有一颗行星[11]。

带有未经证实行星的KOIs

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开普勒-20（KOI-70）有凌日信号，表明至少存在四颗行星。KOI-70.04是迄今为止在主序星周围发现的最小的太阳系外行星之一（半径为0.6地球半径），也仅次于尸鬼星。开普勒推断KOI 70.04的性质具有行星（而不是假阳性或误认）的可能性估计为>80%。

2011年2月1日的数据中发布的六个凌日信号表明，行星既"类地"（大小小于地球半径2），又位于母恒星的适居带内。它们是：KOI-456.04[12]、KOI-1026.01、KOI-854.01、KOI-701.03、KOI 326.01、和KOI 70.03[2]。最近的一项研究发现，这些候选者之一（KOI-326.01）实际上比最初报导的更大、更热[13]。目前，在类太阳恒星周围的适居带中唯一凌日的"类地"候选者是绕行开普勒-160的KOI-456.04[12]。

2011年9月缪尔黑德（Muirhead）等人的一项研究报告称，重新校准开普勒样本中几颗矮星的估计半径和有效温度，在其恒星的适居带内产生了六个新的类地大小的候选者：KOI-463.01、KOI-1422.02、KOI-947.01、KOI-812.03、KOI-448.02、KOI-1361.01。[1] （页面存档备份，存于互联网档案馆）

非行星天体

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一些KOIs包含比它们凌日恒星更热的凌日天体，表明较小的天体是通过质量传递形成的白矮星。这些天体包括 KOI 74、KOI 81 和KOI 959[2][14]。

KOI 54被认为是一个半长轴为0.4 AU，包含两颗处于高度偏心轨道上的A型恒星系统。在近拱点期间，潮汐扭曲导致系统的周期性变亮。此外，这些潮汐力在一颗（或两颗）恒星中引起共振脉动，使其成为第四个已知表现出这种行为的恒星系统。In addition, these tidal forces induce resonant pulsations in one (or both) of the stars, making it only the 4th known stellar system to exhibit such behavior.[15]

KOI 126 是一个三合星系统，包括两颗相互绕行，周期为1.8天，半长轴为0.02天文单位的低质量（0.24和0.21 太阳质量（M☉））恒星。它们一起绕着一颗质量为1.3 M☉的恒星运行，其周期为34天，半长轴为0.25天文单位。所有三颗恒星都互食，因此可以精确测量它们的质量和半径。这使得恒星中有2颗是已知的完全对流低质量恒星，可以准确地确定它们的参数（即好于百分之几）。另外2颗恒星构成了天龙座CM型的食双星系统[16]。

相关条目

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参考资料

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  1. ^ 1.0 1.1 Borucki, William J; et al. Characteristics of Kepler planetary candidates based on the first data set: the majority are not found to be Neptune-size and smaller. 2010. S2CID 93116. arXiv:1006.2799  . doi:10.1088/0004-637X/728/2/117. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Borucki, William J; et al. Characteristics of planetary candidates observed by Kepler, II: Analysis of the first four months of data (PDF). The Astrophysical Journal. 2011-02-01, 736 (1): 19 [2011-02-10]. Bibcode:2011ApJ...736...19B. S2CID 15233153. arXiv:1102.0541  . doi:10.1088/0004-637X/736/1/19. （原始内容 (PDF)存档于2011-07-21）. 
  3. ^ Brown, Timothy M; et al. Kepler Input Catalog: Photometric Calibration and Stellar Classification. The Astronomical Journal. 2011, 142 (4): 112. Bibcode:2011AJ....142..112B. S2CID 119250819. arXiv:1102.0342  . doi:10.1088/0004-6256/142/4/112. 
  4. ^ Seager, Sara. Exoplanet Transits and Occultations by Joshua N. Winn. Exoplanets. University of Arizona Press. 2010: 55–78. ISBN 978-0-8165-2945-2. 
  5. ^ Morton, Timothy D.; Johnson, John Asher. On the Low False Positive Probabilities of Kepler Planet Candidates. The Astrophysical Journal. 2011, 738 (2): 170. Bibcode:2011ApJ...738..170M. S2CID 35223956. arXiv:1101.5630  . doi:10.1088/0004-637X/738/2/170. 
  6. ^ Kepler Discoveries NASA Accessed 10 August 2016
  7. ^ exoplanet archive. [10 August 2016]. （原始内容存档于26 February 2014）. 
  8. ^ 8.0 8.1 Kepler Discoveries. NASA. 2011-02-08 [2011-02-12]. （原始内容存档于2010-05-27）. 
  9. ^ Strickland, Ashley. Kepler's first exoplanet has been confirmed, 10 years after discovery. CNN. 2019-03-06 [2022-12-20]. （原始内容存档于2023-03-23） （英语）. 
  10. ^ Chontos, Ashley; Huber, Daniel; Latham, David W.; Bieryla, Allyson; Eylen, Vincent Van; Bedding, Timothy R.; Berger, Travis; Buchhave, Lars A.; Campante, Tiago L.; Chaplin, William J.; Colman, Isabel L.; Coughlin, Jeff L.; Davies, Guy; Hirano, Teruyuki; Howard, Andrew W. The Curious Case of KOI 4: Confirming Kepler ' s First Exoplanet Detection. The Astronomical Journal. 2019, 157 (5): 192 [2023-03-08]. ISSN 1538-3881. S2CID 119240124. doi:10.3847/1538-3881/ab0e8e. （原始内容存档于2023-02-01）. 
  11. ^ Santerne; Diaz; Bouchy; Deleuil; Moutou; Hebrard; Eggenberger; Ehrenreich; Gry. SOPHIE velocimetry of Kepler transit candidates II. KOI-428b: a hot Jupiter transiting a subgiant F-star. Astronomy. 2011, 528: A63. Bibcode:2011A&A...528A..63S. S2CID 119275985. arXiv:1101.0196  . doi:10.1051/0004-6361/201015764. 
  12. ^ 12.0 12.1 Heller, Rene; et al. Transit least-squares survey, III: A 1.9 R⊕ transit candidate in the habitable zone of Kepler-160 and a nontransiting planet characterized by transit-timing variations. Astronomy and Astrophysics. 2020-06-04, 638: A10 [2020-06-08]. Bibcode:2020A&A...638A..10H. S2CID 219260293. arXiv:2006.02123  . doi:10.1051/0004-6361/201936929. （原始内容存档于2020-06-07）. 
  13. ^ Grant, Andrew. Exclusive: "Most Earth-Like" Exoplanet Gets Major Demotion—It Isn't Habitable. Discover Magazine. 8 March 2011 [2011-03-09]. （原始内容存档于9 March 2011）. 
  14. ^ Rowe, Jason F.; et al. Kepler Observations of Transiting Hot Compact Objects. The Astrophysical Journal Letters. 2010, 713 (2): L150–L154. Bibcode:2010ApJ...713L.150R. S2CID 118578253. arXiv:1001.3420  . doi:10.1088/2041-8205/713/2/L150. 
  15. ^ Welsh, William F; et al. KOI-54: The Kepler Discovery of Tidally-Excited Pulsations and Brightenings in a Highly Eccentric Binary. The Astrophysical Journal Supplement Series. 2011, 197 (1): 4. Bibcode:2011ApJS..197....4W. S2CID 118472598. arXiv:1102.1730  . doi:10.1088/0067-0049/197/1/4. 
  16. ^ Carter, Joshua A; et al. KOI-126: A Triply-Eclipsing Hierarchical Triple with Two Low-Mass Stars. Science. 2011, 331 (6017): 562–565. Bibcode:2011Sci...331..562C. PMID 21224439. S2CID 25227222. arXiv:1102.0562  . doi:10.1126/science.1201274. 

进阶读物

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