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.

Kepler provides light curves of 156,000 stars with unprecedented precision. However, the raw data as they come from the spacecraft contain significant systematic and stochastic errors. These errors, which include discontinuities, systematic trends, and outliers, obscure the astrophysical signals in the light curves. To correct these errors is the task of the Presearch Data Conditioning (PDC) module of the Kepler data analysis pipeline. The original version of PDC in Kepler did not meet the extremely high performance requirements for the detection of miniscule planet transits or highly accurate analysis of stellar activity and rotation. One particular deficiency was that astrophysical features were often removed as a side-effect to removal of errors. In this paper we introduce the completely new and significantly improved version of PDC which was implemented in Kepler SOC 8.0. This new PDC version, which utilizes a Bayesian approach for removal of systematics, reliably corrects errors in the light curves while at the same time preserving planet transits and other astrophysically interesting signals. We describe the architecture and the algorithms of this new PDC module, show typical errors encountered in Kepler data, and illustrate the corrections using real light curve examples.

The Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) will conduct a search for Earth's closest cousins starting in early 2018 and is expected to discover ∼1,000 small planets with R_p < 4 R_⊕ and measure the masses of at least 50 of these small worlds. The Science Processing Operations Center (SPOC) is being developed at NASA Ames Research Center based on the Kepler science pipeline and will generate calibrated pixels and light curves on the NASA Advanced Supercomputing Division's Pleiades supercomputer. The SPOC will also search for periodic transit events and generate validation products for the transit-like features in the light curves. All TESS SPOC data products will be archived to the Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST).

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.

The Kepler Mission Science Operations Center (SOC) performs several critical functions including managing the ~156,000 target stars, associated target tables, science data compression tables and parameters, as well as processing the raw photometric data downlinked from the spacecraft each month. The raw data are first calibrated at the pixel level to correct for bias, smear induced by a shutterless readout, and other detector and electronic effects. A background sky flux is estimated from ~4500 pixels on each of the 84 CCD readout channels, and simple aperture photometry is performed on an optimal aperture for each star. Ancillary engineering data and diagnostic information extracted from the science data are used to remove systematic errors in the flux time series that are correlated with these data prior to searching for signatures of transiting planets with a wavelet-based, adaptive matched filter. Stars with signatures exceeding 7.1 sigma are subjected to a suite of statistical tests including an examination of each star's centroid motion to reject false positives caused by background eclipsing binaries. Physical parameters for each planetary candidate are fitted to the transit signature, and signatures of additional transiting planets are sought in the residual light curve. The pipeline is operational, finding planetary signatures and providing robust eliminations of false positives.

The Kepler Mission offers two options for observations -- either Long Cadence (LC) used for the bulk of core mission science, or Short Cadence (SC) which is used for applications such as asteroseismology of solar-like stars and transit timing measurements of exoplanets where the 1-minute sampling is critical. We discuss the characteristics of SC data obtained in the 33.5-day long Quarter 1 (Q1) observations with Kepler which completed on 15 June 2009. The truly excellent time series precisions are nearly Poisson limited at 11th magnitude providing per-point measurement errors of 200 parts-per-million per minute. For extremely saturated stars near 7th magnitude precisions of 40 ppm are reached, while for background limited measurements at 17th magnitude precisions of 7 mmag are maintained. We note the presence of two additive artifacts, one that generates regularly spaced peaks in frequency, and one that involves additive offsets in the time domain inversely proportional to stellar brightness. The difference between LC and SC sampling is illustrated for transit observations of TrES-2.

Mass-loss of red giant branch (RGB) stars is still poorly determined, despite its crucial role in the chemical enrichment of galaxies. Thanks to the recent detection of solar-like oscillations in G–K giants in open clusters with Kepler, we can now directly determine stellar masses for a statistically significant sample of stars in the old open clusters NGC 6791 and 6819. The aim of this work is to constrain the integrated RGB mass-loss by comparing the average mass of stars in the red clump (RC) with that of stars in the low-luminosity portion of the RGB [i.e. stars with L≲L(RC)]. Stellar masses were determined by combining the available seismic parameters νmax and Δν with additional photometric constraints and with independent distance estimates. We measured the masses of 40 stars on the RGB and 19 in the RC of the old metal-rich cluster NGC 6791. We find that the difference between the average mass of RGB and RC stars is small, but significant [ (random) ±0.04 (systematic) M⊙]. Interestingly, such a small does not support scenarios of an extreme mass-loss for this metal-rich cluster. If we describe the mass-loss rate with Reimers prescription, a first comparison with isochrones suggests that the observed is compatible with a mass-loss efficiency parameter in the range 0.1 ≲η≲ 0.3. Less stringent constraints on the RGB mass-loss rate are set by the analysis of the ∼2 Gyr old NGC 6819, largely due to the lower mass-loss expected for this cluster, and to the lack of an independent and accurate distance determination. In the near future, additional constraints from frequencies of individual pulsation modes and spectroscopic effective temperatures will allow further stringent tests of the Δν and νmax scaling relations, which provide a novel, and potentially very accurate, means of determining stellar radii and masses.

With the unprecedented photometric precision of the Kepler Spacecraft, significant systematic and stochastic errors on transit signal levels are observable in the Kepler photometric data. These errors, which include discontinuities, outliers, systematic trends and other instrumental signatures, obscure astrophysical signals. The Presearch Data Conditioning (PDC) module of the Kepler data analysis pipeline tries to remove these errors while preserving planet transits and other astrophysically interesting signals. The completely new noise and stellar variability regime observed in Kepler data poses a significant problem to standard cotrending methods such as SYSREM and TFA. Variable stars are often of particular astrophysical interest so the preservation of their signals is of significant importance to the astrophysical community. We present a Bayesian Maximum A Posteriori (MAP) approach where a subset of highly correlated and quiet stars is used to generate a cotrending basis vector set which is in turn used to establish a range of "reasonable" robust fit parameters. These robust fit parameters are then used to generate a Bayesian Prior and a Bayesian Posterior Probability Distribution Function (PDF) which when maximized finds the best fit that simultaneously removes systematic effects while reducing the signal distortion and noise injection which commonly afflicts simple least-squares (LS) fitting. A numerical and empirical approach is taken where the Bayesian Prior PDFs are generated from fits to the light curve distributions themselves.

The Kepler Mission was designed to identify and characterize transiting planets in the Kepler Field of View and to determine their occurrence rates. Emphasis was placed on identification of Earth-size planets orbiting in the Habitable Zone of their host stars. Science data were acquired for a period of four years. Long-cadence data with 29.4 min sampling were obtained for ~200,000 individual stellar targets in at least one observing quarter in the primary Kepler Mission. Light curves for target stars are extracted in the Kepler Science Data Processing Pipeline, and are searched for transiting planet signatures. A Threshold Crossing Event is generated in the transit search for targets where the transit detection threshold is exceeded and transit consistency checks are satisfied. These targets are subjected to further scrutiny in the Data Validation (DV) component of the Pipeline. Transiting planet candidates are characterized in DV, and light curves are searched for additional planets after transit signatures are modeled and removed. A suite of diagnostic tests is performed on all candidates to aid in discrimination between genuine transiting planets and instrumental or astrophysical false positives. Data products are generated per target and planet candidate to document and display transiting planet model fit and diagnostic test results. These products are exported to the Exoplanet Archive at the NASA Exoplanet Science Institute, and are available to the community. We describe the DV architecture and diagnostic tests, and provide a brief overview of the data products. Transiting planet modeling and the search for multiple planets on individual targets are described in a companion paper. The final revision of the Kepler Pipeline code base is available to the general public through GitHub. The Kepler Pipeline has also been modified to support the TESS Mission which will commence in 2018.

Eighty planetary systems of two or more planets are known to orbit stars other than the Sun. For most, the data can be sufficiently explained by non-interacting Keplerian orbits, so the dynamical interactions of these systems have not been observed. Here we present 4 sets of lightcurves from the Kepler spacecraft, which each show multiple planets transiting the same star. Departure of the timing of these transits from strict periodicity indicates the planets are perturbing each other: the observed timing variations match the forcing frequency of the other planet. This confirms that these objects are in the same system. Next we limit their masses to the planetary regime by requiring the system remain stable for astronomical timescales. Finally, we report dynamical fits to the transit times, yielding possible values for the planets' masses and eccentricities. As the timespan of timing data increases, dynamical fits may allow detailed constraints on the systems' architectures, even in cases for which high-precision Doppler follow-up is impractical.