Kepler-452b (KOI-7016.01, інколи називають Земля-2) — екзопланета на орбіті жовтого карлика Kepler-452, розташованого в сузір'ї Лебедя. Екзопланету виявлено за допомогою космічного телескопа «Кеплер» транзитним методом — шляхом спостереження за зміною яскравості її материнської зорі, спричиненою проходженням планети на її тлі. Kepler-452b — перша з відкритих потенційно скелястих надземель, яка обертається навколо доволі схожої на Сонце зорі в зоні, придатній для життя. Згідно з індексом подібності Землі, Kepler-452b — четверта у списку планет, схожих на Землю.
Спостереження екзопланети Kepler-452b та її зорі тривали з травня 2009 року по липень 2014-го, після чого науковці протягом кількох років обробляли отримані дані різними методами. Як підсумок, 23 липня 2015 року американське космічне агентство НАСА оприлюднило інформацію про планету та її характеристики широкому загалу, провівши прес-конференцію та опублікувавши у відкритому доступі результати спостережень та їх аналіз. Завдяки цьому на короткий період часу тема «Kepler-452b» отримала широке висвітлення в непрофільній пресі: журналісти докладно описували екзопланету, брали інтерв'ю в учених тощо. Особливо багато уваги було приділено потенційній можливості існування на планеті життя земного типу; саме тому в мас-медіа Kepler-452b отримала неофіційну назву «Земля-2».
Екзопланета робить повний оберт навколо своєї зорі за 385 земних діб. Зоря розташована в Чумацькому Шляху, на відстані близько 1400 світлових років від Сонячної системи. Ця планета приблизно на 60 % більша за Землю і лежить в оптимістичній зоні придатності до життя. Не маючи змоги детально дослідити фізичні характеристики планети, вчені, однак, припустили, що Kepler-452b є скелястою і в п'ять разів важчою за Землю планетою, а гравітація на її поверхні вдвічі більша, ніж на нашій планеті. Екзопланета на років старша за Землю і проіснує ще приблизно років — до часу, коли закінчиться перебування материнської зорі на головній послідовності.
Історія Планету Kepler-452b виявлено та ідентифіковано у травні 2014 року, під час тестового запуску Центру управління орбітальною обсерваторією «Кеплер». Працівник центру Джозеф Твікен () оглянув базу даних і дав її на вихід конвеєр обробки первинних результатів спостережень. Після цього інформацію про екзопланету обробив конвеєр валідації даних (). У результаті цієї обробки даних вчені отримали характеристики екзопланети, дуже близькі до земних. Час її повного оберту на орбіті становить 384,846 земних діб, а її радіус оцінено як 1,1 земного. На основі температурних параметрів планети (221 К) зроблено висновок про її альбедо — 0,3 (для порівняння, альбедо Землі становить 0,4).
Транзитну сигнатуру Kepler-452b було отримано в серпні 2013 року, але тоді її відкинули, оскільки апаратура давала неприпустимо велику інструментальну похибку. У листопаді 2014 року вдруге розглянуто інформацію про транзит екзопланети на фоні її зорі, здобуту із застосуванням ефективніших на той час методів обробки. Тоді планеті й надали індекс KOI-7016.01.
Інформація, яку отримали після пробного запуску обсерваторії в травні 2014 року, також дала змогу оцінити деякі параметри зорі, довкола якої обертається Kepler-452b. Відповідно до розрахунків радіус зорі становив 0,79 радіуса Сонця, а температура на поверхні — 5578 К (на Сонці — 5778 К). Однак вчені припускали, що зоря Kepler-452 має більший радіус, як і планета, що обертається навколо неї.
У травні 2014 року в обсерваторії Кека залучено до роботи додаткове спектрографічне обладнання для вивчення зорі Kepler-452 і на початку липня 2014 року одержано спектрометричні дані спостереження та зроблено точнішу оцінку параметрів досліджуваної зорі та її єдиної планети. Як і очікувалося, радіус планети виявився на 45 % більшим від розрахованого раніше.
23 липня 2015 року Національне управління з аеронавтики і дослідження космічного простору США (NASA) провело прес-конференцію, на якій було вперше оприлюднено результати досліджень Kepler-452b. На цій конференції було стисло розглянуто всю отриману інформацію про планету та про програму пошуку екзопланет загалом. Під час інтерв'ю Джон Мейс Грансфелд (), помічник адміністратора управління наукових місій NASA у штаб-квартирі агентства у Вашингтоні, заявив:
Разом з цим, у той же день видання The Astronomical Journal опублікувало статтю, в якій представлено докладний звіт групи вчених щодо дослідження екзопланети. У статті зібрані результати кількарічних досліджень великої групи спеціалістів, а також подано докладний опис методики розрахунків. У цьому звіті також висунуто кілька припущень щодо можливого хімічного складу планети та існування гіпотетичних форм життя на її поверхні.
24 вересня 2015 року завершено формування останнього на той час повного каталогу досліджених телескопом «Кеплер» кандидатів в екзопланети (), який отримав назву «Kepler Object of Interest (KOI) Catalog — Q1–Q17 DR24». У цей каталог ввійшли всі об'єкти інтересу, досліджені в процесі місії: як і підтверджені планети, так і кандидати в них. Того ж дня NASA опублікувало весь каталог на своєму сайті. Під час роботи над ним також уточнено параметри багатьох об'єктів, зокрема й Kepler-452b. Для цієї екзопланети уточнено значення глибини та тривалості транзиту, середньої температури на поверхні, інсоляції відносно Землі та радіуса. Для материнської зорі уточнено значення ефективної температури, гравітації на поверхні та радіуса. Таким чином, на той момент було сформовано два набори значень параметрів для Kepler-452b, які були опубліковані у двох різних каталогах: каталозі підтверджених екзопланет та каталозі всіх об'єктів інтересу.
9 грудня 2015 року NASA опублікувало останній фрагмент (Q-17) бази даних необроблених результатів спостережень, виконаних телескопом «Кеплер». Таким чином, уся інформація, яку збирав телескоп з 2 травня 2009 року по 11 травня 2013 року, була оприлюднена. Ці дані охоплюють результати фотометричних спостережень за зорею Kepler-452.
30 березня 2016 року співробітниками Колумбійського університету Цзінцзін Чень () та Девідом Кіппінгом () була опублікована стаття, в якій представлена нова математична модель для оцінки маси та радіусу екзопланет. В процесі роботи над цією моделлю вчені також розрахували новим способом передбачувану масу для Kepler-452b та обчислили імовірність її скелястості.
10 травня 2016 року в журналі The Astrophysical Journal опубліковано статтю, в якій подано детальний аналіз хибнопозитивної ймовірності () для всіх досліджуваних «Кеплером» об'єктів. До опрацьованих екзопланет належить також Kepler-452b. Розрахована математичними методами ймовірність хибності результатів досліджень для цієї екзопланети становила . Планетам, для яких це значення становило менше ніж 1 %, було надано статус «підтверджені». Отже, для Kepler-452b вдруге було проведено подібне дослідження на хибність результатів, які доводять її існування, і вдруге планета отримала статус підтвердженої.
Дослідження та обробка даних Здебільшого під час пошуку екзопланет використовують метод спектрометричного вимірювання радіальної швидкості зір (інша назва — метод Доплера). Він дозволяє відносно точно визначити характеристики планет (масу, період обертання, ексцентриситет, кут обертання тощо). Метод полягає в тому, що планета, обертаючись навколо зорі, гравітаційно впливає на неї, періодично змінюючи її радіальну швидкість. Зміна швидкості зорі й фіксується цим методом. Але у випадку дослідження Kepler-452b такі вимірювання провести не вдалось, оскільки маса планети надто мала (у порівнянні з масою зорі), і тому зміна швидкості зорі становить усього близько , а таке значення є замалим для фіксації. Тому дані про планету було зібрано із застосуванням транзитного методу та спектрометрії. Спостереження за зорею проводилися також із застосуванням адаптивної оптики, а саме системою NIRC2 на базі телескопа Кек II.. Інші методи пошуку екзопланет (гравітаційне мікролінзування, метод періодичних пульсацій тощо) неможливо було застосувати для цієї планетної системи.
Як вважає Джозеф Твікен, скоріше за все людство ніколи не зможе отримати точні дані (інформацію про поверхню, повний хімічний склад, рельєф, життя на поверхні тощо) про Kepler-452b.
Фотометрія З 2009 року космічна обсерваторія «Кеплер» отримала фотометричні дані в полі зору (FOV) 115 квадратних градусів поблизу сузір'їв Лебедя та Ліри. За період із 13 травня 2009 року по 11 травня 2013 року телескоп отримав дані про більш ніж 111 800 зір, зокрема і про Kepler-452. Загальний час спостережень становив 1591 годину. Сеанси спостережень було розбито на тримісячні періоди (≈93 доби), які, у свою чергу, було поділено на так звані «чверті» (). Такий поділ на сеанси спостережень було зроблено тому, що телескоп потрібно час від часу повертати, щоб його сонячні панелі завжди було повернуто до Сонця, а отже, неможливо постійно спостерігати якусь одну ділянку неба.
Дані про відносну зміну світлового потоку цієї зорі були отримані як результат 18 серій спостережень (Q0, Q1, Q2, …, Q17). Кожна з таких серій тривала приблизно 30—35 днів. Перша (Q0) та остання (Q17) серії тривали менше часу — це було зумовлено технічними проблемами з телескопом. Перше проходження планети було ідентифіковано в четвертому сеансі спостережень (Q3), а наступні проходження було знайдено в серіях 8, 12, 16 (Q7, Q11, Q15) з часовим інтервалом ≈ 385 днів. Час транзиту по диску становив 10,5 годин. Планету було знайдено при значенні дисперсії швидкості , при тому, що прохідний параметр становить . Перевірка на змістовність також була проведена компонентою TPS (), яка є частиною конвеєра інформації Центру обробки даних (). Крива поглинання світла та транзитна сигнатура були приведені у відповідність методом Кейсі Мандела () та Еріка Агола () для того, щоб ці дані можна було обробити модулем валідації даних. Повний звіт про результати валідації фотометричних даних було зроблено 20 вересня 2014 року.
Спектроскопія + Аналіз результатів спектроскопії Kepler-452 (материнська зоря)ПараметрЗначенняЕфективна температура [К]5650 ± 108Гравітація на поверхні [см/с2]4,45 ± 0,16Металічність (Fe/H)0,21 ± 0,07Передбачувана швидкість обертання [км/с]4,3 ± 0,5Ефективна температура [К] 5751 ± 55Гравітація на поверхні [см/с2] 4,43 ± 0,10Металічність (Fe/H)0,40 ± 0,08Передбачувана швидкість обертання [км/с]4,2 ± 0,5Ефективна температура [К]5757 ± 60Гравітація на поверхні [см/с2] 4,32 ± 0,07Металічність (Fe/H)0,21 ± 0,04Передбачувана швидкість обертання [км/с]<1 Через несподівано малий отриманий радіус зорі Kepler-452 для ефективнішого аналізу було прийнято рішення про залучення потужного спектроскопічного обладнання з метою отримання детальних спектрометричних даних зорі. У травні 2014 року група вчених залучила до дослідження спектрограф з обсерваторії Мак-Дональд, а через місяць — ще два спектрографи . Щоб уточнити параметри зорі, отримані зі спектральних спостережень, у липні 2014 року до роботи було залучено спектрометр HIRES з обсерваторії Кек І разом з інструментами обробки спектроскопічних даних. Отримані дані було проаналізовано трьома незалежними методами для того, щоб систематизувати похибки різних програмних пакетів і отримати найточніші усереднені дані.
Обробка даних зі спектрографа Tull Група вчених отримала спектральну характеристику материнської зорі з використанням спектрографа Роберта Тулла (), який розміщений на 2,7-метровому телескопі Харлана Дж. Сміта () в обсерваторії Мак-Дональд. Спостереження за зорею проводилися вночі 18 травня 2014 року. Час експозиції становив 1720 секунд і отриманий у результаті спектр перебував у межах значення довжини хвилі 5650 Å. Параметри зорі було розраховано спеціально розробленим програмним пакетом Kea. У результаті було отримано перші уточнені значення параметрів материнської зорі.
Обробка даних зі спектрографа TRES