The Kepler mission was designed to determine the frequency of Earth-sized planets in and near the habitable zone of Sun-like stars. The habitable zone is the region where planetary temperatures are suitable for water to exist on a planet's surface. During the first 6 weeks of observations, Kepler monitored 156,000 stars, and five new exoplanets with sizes between 0.37 and 1.6 Jupiter radii and orbital periods from 3.2 to 4.9 days were discovered. The density of the Neptune-sized Kepler-4b is similar to that of Neptune and GJ 436b, even though the irradiation level is 800,000 times higher. Kepler-7b is one of the lowest-density planets (approximately 0.17 gram per cubic centimeter) yet detected. Kepler-5b, -6b, and -8b confirm the existence of planets with densities lower than those predicted for gas giant planets.

The present study generalizes the mapping method of Wisdom (1982) to encompass all gravitational n-body problems with a dominant central mass. The rationale for the generalized mapping method is discussed as well as details for the mapping for the n-body problem. Some refinements of the method are considered, and the relationship of the mapping method to other symplectic integration methods is shown. The method is used to compute the evolution of the outer planets for a billion years. The resulting evolution is compared to the 845 million year evolution of the outer planets performed on the Digital Orerry using standard numerical integration techniques. This calculation provides independent numerical confirmation of the result of Sussman and Wisdom (1988) that the motion of the planet Pluto is chaotic.

On 2011 February 1 the Kepler mission released data for 156,453 stars observed from the beginning of the science observations on 2009 May 2 through September 16. There are 1235 planetary candidates with transit-like signatures detected in this period. These are associated with 997 host stars. Distributions of the characteristics of the planetary candidates are separated into five class sizes: 68 candidates of approximately Earth-size (Rp < 1.25 R⊕), 288 super-Earth-size (1.25 R⊕ ⩽ Rp < 2 R⊕), 662 Neptune-size (2 R⊕ ⩽ Rp < 6 R⊕), 165 Jupiter-size (6 R⊕ ⩽ Rp < 15 R⊕), and 19 up to twice the size of Jupiter (15 R⊕ ⩽ Rp < 22 R⊕). In the temperature range appropriate for the habitable zone, 54 candidates are found with sizes ranging from Earth-size to larger than that of Jupiter. Six are less than twice the size of the Earth. Over 74% of the planetary candidates are smaller than Neptune. The observed number versus size distribution of planetary candidates increases to a peak at two to three times the Earth-size and then declines inversely proportional to the area of the candidate. Our current best estimates of the intrinsic frequencies of planetary candidates, after correcting for geometric and sensitivity biases, are 5% for Earth-size candidates, 8% for super-Earth-size candidates, 18% for Neptune-size candidates, 2% for Jupiter-size candidates, and 0.1% for very large candidates; a total of 0.34 candidates per star. Multi-candidate, transiting systems are frequent; 17% of the host stars have multi-candidate systems, and 34% of all the candidates are part of multi-candidate systems.

The Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) will search for planets transiting bright and nearby stars. TESS has been selected by NASA for launch in 2017 as an Astrophysics Explorer mission. The spacecraft will be placed into a highly elliptical 13.7-day orbit around the Earth. During its two-year mission, TESS will employ four wide-field optical CCD cameras to monitor at least 200,000 main-sequence dwarf stars with I = 4-13 for temporary drops in brightness caused by planetary transits. Each star will be observed for an interval ranging from one month to one year, depending mainly on the star's ecliptic latitude. The longest observing intervals will be for stars near the ecliptic poles, which are the optimal locations for follow-up observations with the James Webb Space Telescope. Brightness measurements of preselected target stars will be recorded every 2 min, and full frame images will be recorded every 30 min. TESS stars will be 10-100 times brighter than those surveyed by the pioneering Kepler mission. This will make TESS planets easier to characterize with follow-up observations. TESS is expected to find more than a thousand planets smaller than Neptune, including dozens that are comparable in size to the Earth. Public data releases will occur every four months, inviting immediate community-wide efforts to study the new planets. The TESS legacy will be a catalog of the nearest and brightest stars hosting transiting planets, which will endure as highly favorable targets for detailed investigations.

The Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS ) will search for planets transiting bright and nearby stars. TESS has been selected by NASA for launch in 2017 as an Astrophysics Explorer mission. The spacecraft will be placed into a highly elliptical 13.7-day orbit around the Earth. During its two-year mission, TESS will employ four wide-field optical CCD cameras to monitor at least 200,000 main-sequence dwarf stars with I_C (approximately less than) 13 for temporary drops in brightness caused by planetary transits. Each star will be observed for an interval ranging from one month to one year, depending mainly on the star's ecliptic latitude. The longest observing intervals will be for stars near the ecliptic poles, which are the optimal locations for follow-up observations with the James Webb Space Telescope. Brightness measurements of preselected target stars will be recorded every 2 min, and full frame images will be recorded every 30 min. TESS stars will be 10-100 times brighter than those surveyed by the pioneering Kepler mission. This will make TESS planets easier to characterize with follow-up observations. TESS is expected to find more than a thousand planets smaller than Neptune, including dozens that are comparable in size to the Earth. Public data releases will occur every four months, inviting immediate community-wide efforts to study the new planets. The TESS legacy will be a catalog of the nearest and brightest stars hosting transiting planets, which will endure as highly favorable targets for detailed investigations.

'Super-Earths' are extrasolar planets about two to ten times the mass of the Earth, too small to be considered 'Jupiters'. Observations from the MEarth Project — using two 40-cm (16-inch) telescopes that will eventually be part of an eight-telescope array — have now identified a super-Earth (GJ 1214b) transiting a nearby low mass star. GJ 1214b has a mass 6.55 times that of the Earth and a radius of 2.68 'Earths'. As the star is small and only 13 parsecs away, the planetary atmosphere is available for direct study with current observatories. A population of extrasolar planets has been uncovered with minimum masses of 1.9–10 times the Earth's mass, called super-Earths, but atmospheric studies can be precluded by the distance and size of their stars. Here, observations of the transiting planet GJ 1214b are reported; it has a mass 6.55 times that of the Earth and a radius 2.68 times the Earth's radius. The star is small and only 13 parsecs away, permitting the study of the planetary atmosphere with current observatories. A decade ago, the detection of the first1,2 transiting extrasolar planet provided a direct constraint on its composition and opened the door to spectroscopic investigations of extrasolar planetary atmospheres3. Because such characterization studies are feasible only for transiting systems that are both nearby and for which the planet-to-star radius ratio is relatively large, nearby small stars have been surveyed intensively. Doppler studies4,5,6 and microlensing7 have uncovered a population of planets with minimum masses of 1.9–10 times the Earth's mass (M⊕), called super-Earths. The first constraint on the bulk composition of this novel class of planets was afforded by CoRoT-7b (refs 8, 9), but the distance and size of its star preclude atmospheric studies in the foreseeable future. Here we report observations of the transiting planet GJ 1214b, which has a mass of 6.55M⊕ and a radius 2.68 times Earth's radius (R⊕), indicating that it is intermediate in stature between Earth and the ice giants of the Solar System. We find that the planetary mass and radius are consistent with a composition of primarily water enshrouded by a hydrogen–helium envelope that is only 0.05% of the mass of the planet. The atmosphere is probably escaping hydrodynamically, indicating that it has undergone significant evolution during its history. The star is small and only 13 parsecs away, so the planetary atmosphere is amenable to study with current observatories.

We report the detection of a planet whose orbit surrounds a pair of low-mass stars. Data from the Kepler spacecraft reveal transits of the planet across both stars, in addition to the mutual eclipses of the stars, giving precise constraints on the absolute dimensions of all three bodies. The planet is comparable to Saturn in mass and size, and is on a nearly circular 229-day orbit around its two parent stars. The eclipsing stars are 20% and 69% as massive as the sun, and have an eccentric 41-day orbit. The motions of all three bodies are confined to within 0.5 degree of a single plane, suggesting that the planet formed within a circumbinary disk.

About one-third of the ∼1200 transiting planet candidates detected in the first four months of Kepler data are members of multiple candidate systems. There are 115 target stars with two candidate transiting planets, 45 with three, 8 with four, and 1 each with five and six. We characterize the dynamical properties of these candidate multi-planet systems. The distribution of observed period ratios shows that the vast majority of candidate pairs are neither in nor near low-order mean-motion resonances. Nonetheless, there are small but statistically significant excesses of candidate pairs both in resonance and spaced slightly too far apart to be in resonance, particularly near the 2:1 resonance. We find that virtually all candidate systems are stable, as tested by numerical integrations that assume a nominal mass–radius relationship. Several considerations strongly suggest that the vast majority of these multi-candidate systems are true planetary systems. Using the observed multiplicity frequencies, we find that a single population of planetary systems that matches the higher multiplicities underpredicts the number of singly transiting systems. We provide constraints on the true multiplicity and mutual inclination distribution of the multi-candidate systems, revealing a population of systems with multiple super-Earth-size and Neptune-size planets with low to moderate mutual inclinations.

Future surveys for transiting extrasolar planets are expected to detect hundreds of jovian-mass planets and tens of terrestrial-mass planets. For many of these newly discovered planets, the intervals between successive transits will be measured with an accuracy of 0.1 to 100 minutes. We show that these timing measurements will allow for the detection of additional planets in the system (not necessarily transiting) by their gravitational interaction with the transiting planet. The transit-time variations depend on the mass of the additional planet, and in some cases terrestrial-mass planets will produce a measurable effect. In systems where two planets are seen to transit, the density of both planets can be determined without radial-velocity observations.

When an extrasolar planet passes in front of (transits) its star, its radius can be measured from the decrease in starlight and its orbital period from the time between transits. Multiple planets transiting the same star reveal much more: period ratios determine stability and dynamics, mutual gravitational interactions reflect planet masses and orbital shapes, and the fraction of transiting planets observed as multiples has implications for the planarity of planetary systems. But few stars have more than one known transiting planet, and none has more than three. Here we report Kepler spacecraft observations of a single Sun-like star, which we call Kepler-11, that reveal six transiting planets, five with orbital periods between 10 and 47 days and a sixth planet with a longer period. The five inner planets are among the smallest for which mass and size have both been measured, and these measurements imply substantial envelopes of light gases. The degree of coplanarity and proximity of the planetary orbits imply energy dissipation near the end of planet formation. NASA's Kepler mission, a space observatory designed to detect and study extrasolar planets that transit across the disk of their host star, has hit the jackpot with the discovery of a six-planet system orbiting a Sun-like star now named Kepler-11. Five of the planets have orbital periods of between 10 and 47 days, and these are among the smallest for which size and mass have both been measured. The sixth and outermost transiting planet has been less well characterized thus far. Only one other star has more than one confirmed transiting planet (Kepler-9, which has three). This newly discovered system resembles our own Solar System in being close to coplanar, but Kepler-11's planets orbit much closer to their star. Kepler is due to continue to return data on Kepler-11 and its planets for some time yet, and it should provide many valuable constraints on models of the formation and evolution of solar systems in general. When an extrasolar planet passes in front of its star (transits), its radius can be measured from the decrease in starlight and its orbital period from the time between transits. This study reports Kepler spacecraft observations of a single Sun-like star that reveal six transiting planets, five with orbital periods between 10 and 47 days plus a sixth one with a longer period. The five inner planets are among the smallest for which mass and size have both been measured, and these measurements imply substantial envelopes of light gases.