< NASA вновь перенесло запуск телескопа James Webb

EPIC 248435473: шестипланетная система с резко наклоненной орбитой внутренней планеты

«Кеплер» в рамках расширенной миссии K2 обнаружил компактную многопланетную систему у сравнительно близкого и яркого оранжевого карлика EPIC 248435473. Наклонение самой внутренней планеты с ультракоротким периодом заметно отличается от наклонения орбит остальных пяти планет.

---

Владислава Ананьева

По данным космического телескопа им. Кеплера около 30% солнцеподобных звезд имеют плоские компактные многопланетные системы, радиусы планет в которых больше радиуса Земли, а орбитальные периоды не превышают 400 земных суток. Взаимное наклонение орбит планет в таких системах не превышает нескольких градусов, часто оно составляет лишь десятые доли градуса. Вместе с тем известны и системы с большим взаимным наклонением орбит (например, ups And). Понятно, что в них только одна из планет может быть транзитной, а другие будут проходить выше или ниже звездного диска и не обнаруживаться транзитным методом (а система будет выглядеть однопланетной). Как уже было показано ранее (например), наблюдаемая популяция планет «Кеплера» не представляется в рамках однокомпонентной модели – кроме плоских, динамически холодных планетных систем с малыми эксцентриситетами орбит существуют также «взболтанные», возмущенные системы, в которых взаимные наклонения орбит планет и/или их эксцентриситеты весьма велики.

Среди всего многообразия планет выделяют группу с ультракороткими периодами (менее 1 земных суток). Это сравнительно редкий тип планет, он встречается только у 0.5% звезд. Для планет с ультракороткими периодами вероятность транзитной конфигурации наиболее велика, что благоприятствует их обнаружению: из-за близости к родительской звезде такая планета может оказаться транзитной и при наклонении орбиты, существенно отличающемся от 90°. Наличие предельно короткопериодических планет позволяет открывать и изучать возмущенные (динамически горячие) системы транзитным методом.

25 июня 2018 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию многопланетной системы EPIC248435473. В этой системе обнаружено шесть планет с орбитальными периодами 0.6585, 6.100, 7.814, 14.697, 19.482 и 56.682 земных суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусами 2.9 ^+1.8/_-1.2, 0.58 ± 0.08, 0.64 ± 0.08, 2.64 ± 0.11, 2.45 ± 0.10 и 0.81 ± 0.14 радиусов Земли, соответственно. Из-за того, что транзиты планеты b – скользящие, ее радиус определен с большими погрешностями. Четыре планеты из шести прошли процедуру валидации, две (вторая и шестая) из-за малого отношения сигнал/шум остаются пока в статусе планетных кандидатов. 

Как оказалось, наклонение самой внутренней планеты EPIC 248435473 b составляет 76.5 ± 0.6°, тогда как наклонения остальных планет и кандидатов лежат в диапазоне 88-90°. Это означает, что внутренняя планета оказалась на своей экстремально тесной орбите в результате планет-планетного рассеяния и скругления эксцентричной орбиты приливными силами. Сформироваться непосредственно «на месте» (на расстоянии ~4.3 звездных радиусов) она не могла, поскольку на стадии протозвезды EPIC 248435473 была в 3-4 раза больше своего нынешнего размера и неизбежно поглотила бы слишком близкую планету. Таким образом, происхождение и эволюция EPIC 248435473 b необычны и явно отличаются от эволюции остальных известных планет в этой системе.

Орбитальные периоды планет e и d (четвертой и пятой) очень близки к резонансу 4:3. Авторы проанализировали время наступления транзитов этих планет и обнаружили заметные вариации, происходящие в противофазе. Это позволило оценить массы обоих тел: масса EPIC 248435473 d оказалась равной 8.4 ^+5.4/_-3.6 масс Земли (средняя плотность 2.7 ^+1.8/_-1.2 г/куб.см), масса EPIC 248435473 e – 13.6 ^+6.1/_-4.7 масс Земли (средняя плотность 5.6 ^+2.6/_-2.0 г/куб.см). Другой (аналитический) метод дал похожие значения: 6.5 ± 1.7 масс Земли для планеты d и 9.9 ± 2.2 масс Земли для планеты e. Низкая точность оценок объясняется малой продолжительностью наблюдений, ограниченной одной наблюдательной кампанией «Кеплера».

Родительская звезда в этой системе – EPIC248435473, поздний оранжевый карлик, удаленный от нас на 77.70 ± 0.36 пк. Его масса оценивается в 0.65 ± 0.03 солнечных масс, радиус – в 0.64 ± 0.02 солнечных радиусов, светимость примерно в 8 раз меньше светимости Солнца. Звезда отличается зрелым возрастом, достигающим 8.0 ^+4.1/_-4.8 млрд. лет.

На расстоянии 42 угловые секунды от EPIC 248435473 расположен красный карлик EPIC 248435395, находящийся примерно на том же расстоянии и имеющий близкое собственное движение. Велика вероятность, что обе звезды физически связаны и образуют очень широкую пару с орбитальным периодом около 0.16 млн. лет. Интересно, что у EPIC 248435395 «Кеплер» также обнаружил транзитного кандидата с орбитальным периодом 8.5 земных суток и глубиной, соответствующей планете с радиусом ~9.2 радиусов Земли! Однако валидации этого кандидата авторы не проводили, это дело будущего.

Источник: https://arxiv.org/pdf/1806.08368.pdf

---