< Собрано зеркало самого мощного телескопа в истории

K2-25 b: теплый нептун у молодого красного карлика из скопления Гиады

Изучение планет у молодых звезд известного возраста помогает гораздо лучше понимать процессы образования и эволюции планетных систем.

---

Владислава Ананьева

Раз возникнув, планетные системы не остаются неизменными – они эволюционируют: планеты меняют свои орбиты в результате миграции или планет-планетного рассеяния, первичные атмосферы планет земного типа улетучиваются в космос, их место занимают вторичные атмосферы, и т.п. Особенно бурные изменения с планетами и планетными системами происходят в первые сотни миллионов лет после их образования. Чтобы понять закономерности эволюции, ученые стремятся изучать планетные системы разного возраста. Так, обнаружение планет-гигантов у новорожденных звезд показало, что газовые планеты образуются очень быстро – буквально за 1-2 млн. лет.

Особенно информативным оказывается изучение планетных систем у звезд, входящих в состав рассеянных звездных скоплений, поскольку возраст скоплений определяется довольно точно (много точнее, чем возраст звезд главной последовательности галактического диска). Космический телескоп им Кеплера в рамках расширенной миссии K2 уже наблюдал рассеянные скопления разного возраста (совсем молодую ассоциацию Верхний Скорпион, Плеяды, Гиады и Ясли). В дальнейшем эти наблюдения продолжит космический телескоп TESS, чей запуск ожидается в 2017 году.

17 декабря 2015 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию транзитного очень теплого нептуна K2-25 b. Планета вращается вокруг молодого красного карлика, входящего в рассеянное скопление Гиады. Мониторинг наблюдательной площадки, включающей в себя Гиады, проводился с 8 февраля по 20 апреля 2015 года, т.е. в течение 71 суток.

K2-25 (EPIC 210490365) – красный карлик спектрального класса M4.5 V. Его масса оценивается в 0.294 ± 0.021 солнечных масс, радиус – в 0.295 ± 0.02 солнечных радиусов, светимость составляет примерно 0.84% светимости Солнца. Звезда расположена всего в 3.5 пк от центра рассеянного скопления Гиады и с вероятностью 99% является его членом. Возраст звезды (как и всего скопления) составляет 650-800 млн. лет. В полном согласии со своим молодым возрастом K2-25 быстро вращается – она делает один оборот вокруг своей оси всего за 1.88 земных суток.

Кривая блеска звезды демонстрирует транзитный сигнал с периодом 3.48455 земных суток и глубиной около 1%. Чтобы убедиться в планетной природе сигнала, авторы открытия провели стандартную процедуру валидации – т.е. исключения астрофизических явлений, способных имитировать транзитный сигнал. В частности, наблюдения с помощью системы адаптивной оптики на 10-метровом телескопе Кек II показали, что на расстоянии менее 5 угловых секунд от K2-25 нет звезд, способных загрязнить кривую блеска. Это исключает затменно-переменные двойные фона как причину транзитного сигнала. 

Радиус планеты K2-25 b оценивается в 3.43 ^+0.95/_-0.31 радиусов Земли, т.е. перед нами нептун. Планета вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 0.03 а.е. и эксцентриситетом 0.27 ^+0.16/_-0.21 (не исключена и круговая орбита). Температурный режим планеты грубо соответствует температурному режиму Меркурия.

Низкий блеск звезды K2-25 (ее видимая звездная величина +15.88) не позволил измерить массу K2-25 b методом измерения лучевых скоростей, был получен только верхний предел – 3 массы Юпитера (с достоверностью 5 сигма). 

Сравнительно большая глубина транзита делает эту планету привлекательной целью для исследования атмосферы методами трансмиссионной спектроскопии.

---