Kepler-14 is a binary star system targeted by the Kepler spacecraft. It is host to one known planet: the Jupiter-like Kepler-14b. The star system was identified by Kepler as a possible planetary host, but when imaging revealed that Kepler-14 was a binary star system and not a single star, the confirmation process became protracted. The stars are separated by at least 280 AU, and the stars complete an orbit around a common center of mass every 2800 years. Both stars are larger than the Sun. They are of similar absolute magnitudes; however, the primary star is brighter as seen from Earth.

Observational history

Kepler-14 was identified as a possible host to a planet during the first four months of Kepler's operational data, which began when NASA launched the satellite in April 2009. Kepler-14 was provisionally designated KOI-98. Because Kepler-14's transit signal seemed to imply that the possible planet had a short orbit and a clear effect on Kepler-14's brightness, the Kepler science team forwarded the candidate to the Kepler Follow-up Program (KFOP).

KFOP used the Fibre-fed Échelle Spectrograph (FIES) on the Nordic Optical Telescope to measure Kepler-14's radial velocity in October 2009. Other radial velocity measurements were collected using W.M. Keck Observatory. The FIES and Keck data, combined with speckle imaging data from WIYN Observatory and near-infrared adaptive optics measurements at Palomar Observatory and the MMT Observatory, revealed that Kepler-14 was actually a close binary star, something that radial velocity data alone could not recognize. Because of this new discovery, further investigation of Kepler-14 was postponed until after the publishing of the first five new Kepler planets (the ones orbiting Kepler-4, Kepler-5, Kepler-6, Kepler-7, and Kepler-8). Analysis of the data revealed that, of the two-component stars in the Kepler-14 system, both stars are of nearly equal magnitude, although one of the stars was fainter. The brighter star was designated the "A" component, and the fainter star received the "B" designation. The transit signal was observed in orbit around the A component of the system, meaning that the planetary candidate would be in orbit of the primary star of Kepler-14. This was confirmed on August 7, 2010, when the Infrared Array Camera on the Spitzer Space Telescope observed Kepler-14 to gather photometric data. 
Analysis of both the Spitzer photometric data and the radial velocity data confirmed the idea of a planet as the source of the transit signal. The planet was designated Kepler-14b, and this was published alongside the data and research on Kepler-14 in a June 2011 paper.

Kepler-14's nature as a close binary star was almost missed by the astronomers, and would not have been known if high-resolution imaging of the star had not been undertaken. The Kepler team acknowledged that a number of transiting planets' host stars may have actually been close visual binaries and that the assumed characteristics of the stars and their planets may be incorrect. As a result of their studies into Kepler-14, the Kepler team suggested the implementation of a high-resolution imaging campaign to re-examine transiting planet hosts, an effort that would require only a modest amount of telescope time.

Characteristics

Kepler-14 is a binary star whose two components are separated by at least 280 astronomical units, or the distance between the Earth and Sun. The estimated orbital period of the Kepler-14 binary system is approximated at 2800 years. The two stars are of nearly equal brightness, but the primary component is slightly brighter as it has a more visible apparent magnitude, or its brightness as seen from Earth. The primary star has an estimated mass of 1.51 times that of the Sun, and the secondary has an estimated mass of 1.39 times the Sun's mass. The Kepler-14 system is 980 parsecs (3,196 light years) from Earth. It has an apparent magnitude of 12.12, and thus cannot be seen with the unaided eye.

Because Kepler-14 is so close-knit as seen from Earth, it was impossible for the discovery team to separate the two stars and analyze their characteristics as separate stars. The Kepler team analyzed their characteristics  under the assumption that Kepler-14 was a single star.
If Kepler-14 were a single star, it would be an F-type star with a mass of 1.512 times the Sun's, and a size that is 2.048 times the Sun's radius. As a single star, the effective temperature of Kepler-14 would be 6395 K, much hotter than the Sun, and the star's iron content would be 0.12, or 132% the amount found in the Sun. Assuming that Kepler-14's two stars formed at about the same time, their gyrochronological ages would be approximately 2.2 billion years.

Planetary system

Kepler-14b is a Jupiter-like planet in the orbit of the primary star of Kepler-14. The planet is 8.4 times Jupiter's mass, the equivalent of 2670 times Earth's mass. The planet is slightly larger than Jupiter at 1.14 Jupiter radii The density of Kepler-14b is , the second densest planet confirmed by the Kepler spacecraft after Kepler-10b. Kepler-14b completes an orbit every 6.79 days with a slightly irregular orbit indicated by its orbital eccentricity of 0.035.

Radial velocity measurements of host star did not reveal any additional planets as in 2018.

References

Lyra
Binary stars
Planetary transit variables
98
Planetary systems with one confirmed planet
J19105011+4719589
케플러-14는 케플러 탐사선이 관측목표로 삼은 쌍성이다. 이 별은 목성형 외계 행성 케플러-14b를 거느리고 있다. 원래 케플러 관측선은 이 별을 외계 행성을 거느릴 가능성이 있는 후보로 인식했으나, 사진촬영으로 케플러 14가 쌍성계임을 알게 된 후 검증절차는 지연되었다. 쌍성 구성원 둘은 최소 280 천문단위 떨어져 있으며 서로의 질량중심을 2800년에 1회 돌고 있다. 둘 다 태양보다 크고 밝으며 절대 등급은 비슷한 수준이다. 그러나 지구에서 볼 때는 주인별 쪽이 좀 더 밝다.

관측 역사 
NASA는 2009년 4월 케플러 우주선을 쏘아 올렸는데, 이후 최초 4개월간 운영 자료로부터 케플러-14를 행성 하나를 거느리고 있는 후보로 지목하였다. 이 별을 잠정적으로 일컫는 명칭은 KOI-98이었다. 케플러 14의 항성면통과 신호로부터 행성 하나가 이 별을 가까이 붙어 돌면서 별의 밝기에 명확한 영향을 끼치고 있다고 추론하였고, 케플러 과학팀은 항성의 자료를 케플러 후속조치 계획(KFOP, Kepler Follow-up Program)에 넘겨주었다.

KFOP는 2009년 10월 북구광학망원경(NOT)에 설치된 섬유공급 에셸분광기(Fibre-fed Échelle Spectrograph, FIES)로 케플러-14의 시선속도를 측정했다. W. M. 켁 천문대가 다른 시선속도 자료들을 수집했다. WIYN 천문대가 확보한 반점화상 자료와 팔로마 천문대·MMT 천문대가 측정한 근적외선 적응광학 자료와 FIES, 켁 천문대 자료를 취합하였다. 그 결과 케플러-14는 두 별이 아주 가까이 붙어 있는 근접쌍성으로 시선속도 자료만으로는 정체를 알기 힘든 상태였다. 이 새로운 발견 때문에 최초 5개 외계 행성(케플러-4, 케플러-5, 케플러-6, 케플러-7, 케플러-8을 도는 행성들)의 존재를 발표할 때까지 케플러-14에 대한 추가 연구 일정은 연기되었다. 자료를 통해 밝혀낸 바에 따르면 케플러-14계의 두 별은 주인별이 짝별보다 약간 더 밝기는 하나 광도가 거의 비슷했다. 좀 더 밝은 쪽은 "A" 를, 어두운 짝별은 "B" 명칭을 받았다. 항성면통과 신호는 주성 A에서 감지되었으며 이는 외계 행성의 주인별은 A라는 의미였다. 2010년 8월 7일 스피처 우주 망원경에 부착된 적외선 배열 카메라가 측광자료를 확보할 목적으로 케플러-14를 찍으면서 행성의 존재는 검증되었다. 스피처 망원경의 측광자료와 기존 시선속도 자료를 통해 행성 하나가 항성통과 신호의 원인임이 확고해졌다. 이 행성은 케플러-14b 이름을 받았으며 2011년 6월 케플러-14 항성 연구논문에 함께 실렸다.

천문학자들은 고해상도로 별을 찍는 장치의 도움이 없었다면 케플러-14가 근접쌍성임을 알아차리지 못할 뻔했다. 케플러 팀은 항성면 통과법으로 발견한 기존 외계 행성의 어머니 별도 이와 같이 근접쌍성이 섞여 있을 가능성이 있고, 이 때문에 항성과 행성에 대해 잘못된 자료를 얻었을 수도 있다고 보았다. 따라서 케플러 연구진은 항성면 통과 행성들에 대해 고해상도 사진촬영법을 이용하여 재검증에 들어갔다.

특징 
케플러-14는 분광쌍성이지만 실제로 두 별은 태양~지구 간격의 280배 정도로 멀리 떨어져 있다. 예상 공전 주기는 약 2800년이다. 두 별의 밝기는 거의 같으나 지구에서 볼 때는 주인별이 약간 더 밝다. 주인별의 질량은 태양의 1.51배이며 짝별 질량은 태양의 1.39배이다. 지구로부터는 약 3196 광년 떨어져 있다. 겉보기 등급은 12.12로 맨눈으로는 볼 수 없다.

쌍성계 구성원 둘 사이는 멀리 떨어져 있으나 지구로부터의 거리 때문에 연구진은 광점을 두 별로 분리해낼 수 없었다. 따라서 기존 연구는 쌍성이 아니라 단독성이라는 가정하에 물리적 특징을 분석했다. 케플러-14를 단독성으로 가정했을 때 별의 분광형은 F형에 질량은 태양의 1.512배, 반지름은 태양의 2.048배, 유효 온도는 6395 켈빈(이는 태양보다 훨씬 뜨거운 값이다.), 금속함량은 0.12(태양의 132%)로 나왔다. 케플러-14 구성원 둘이 동시에 태어났다고 가정하면 이들의 자이로연대기적 나이는 약 22억 년일 것이다.

행성계 
케플러-14b는 케플러-14 항성계의 주성 A를 도는 외계 행성이다. b의 질량은 목성의 8.4배(지구 질량의 2670배)이나 반지름은 목성보다 14% 더 크다. 이로부터 계산한 b의 밀도는 1입방센티미터 당 7.1 그램이 되며 이는 케플러 계획으로 찾아낸 행성들 중 케플러-10b 다음으로 높은 값이다. b는 어머니 별을 6.79일에 1회 돌며 공전 궤도 이심률은 0.035로 약간 찌그러진 궤도를 그리고 있다.

참고 문헌 

쌍성
거문고자리
행성 통과 변광성