< Что скрывают недра Мимаса?

Массивная эксцентричная планета у красного гиганта: KOI-1299 b

Изучение планет у звезд промежуточной массы помогает лучше понимать процессы происхождения и эволюции планетных систем.

---

Владислава Ананьева

14 октября 2014 года в Архиве электронных препринтов появилось сразу две статьи, посвященные независимому подтверждению планетной природы и измерению массы транзитного кандидата Кеплера KOI-1299.01. Обе научные группы воспользовались методом измерения лучевых скоростей родительской звезды, но на разных инструментах и с разными спектрографами. Это неизбежно привело к разной точности полученных данных и несколько отличающимся значениям планетных параметров. Однако обе научные группы сошлись на том, что планета KOI-1299 b весьма массивна и находится на эксцентричной орбите. 

Открытие новой планеты-гиганта интересно тем, что родительская звезда KOI-1299 – красный (точнее, оранжевый) гигант спектрального класса K2 III. Планетные системы у звезд промежуточной массы заметно отличаются от планетных систем менее массивных (солнцеподобных) звезд. В частности, у таких звезд наблюдается резкий дефицит планет на сравнительно тесных (расположенных ближе 0.5 а.е.) орбитах. Было предложено несколько гипотез для объяснения такого дефицита. По одной из них, приливные силы, действующие со стороны расширяющейся проэволюционировавшей звезды, приводят к быстрому захвату и поглощению близких планет. Согласно второй, планеты-гиганты в системах звезд промежуточной массы не мигрируют близко к звезде из-за быстрого рассеяния протопланетного диска яркой молодой звездой. Изучение немногочисленных планет-гигантов на тесных орбитах, вращающихся вокруг проэволюционировавших звезд промежуточной массы, позволит проверить теоретические модели и определить, какая из гипотез ближе к истине. 

Итак, KOI-1299 – красный гигант спектрального класса K2 III. Его масса оценивается в 1.35 ± 0.1 солнечных масс, радиус достигает 4.15 ± 0.12 солнечных радиусов, светимость почти в 10 раз превышает светимость Солнца. Возраст звезды оценивается в 3.6 ^+1.0/_-0.6 млрд. лет. Звезда удалена от нас на 874 ± 30 пк. 

Кривая блеска KOI-1299 демонстрирует четкий транзитный сигнал с глубиной ~914 ppm и периодом 52.5 земных суток, соответствующий планете размерного класса гигантов. 

Массу планеты попыталась измерить научная группа под руководством Симоны Чичери (S. Ciceri) из Института Макса Планка, и независимо – научная группа, возглавляемая Маурисио Ортисом (M. Ortiz) из Гейдельбергского университета (оба они из Германии, в обе группы также входят ученые из Испании и Великобритании). Чичери с коллегами измеряла лучевые скорости звезды с помощью спектрографа CAFE, установленного на 2.2-метровом телескопе обсерватории Calar Alto, причем точность единичного замера составляла от 32 до 80 м/сек. Группа Ортиса также получила 8 замеров на этом спектрографе, но остальные 16 замеров были ими сделаны на спектрографе FIES, установленном на 2.56-метровом Северном оптическом телескопе (точность единичного замера достигала 1-7 м/сек). Поэтому данные, полученные второй группой, имеют гораздо большую точность, чем данные первой. 

Как сообщает М. Ортис, масса планеты KOI-1299 b достигает 5.86 ± 0.05 масс Юпитера, что при радиусе 1.08 ± 0.03 радиусов Юпитера дает среднюю плотность 5.7 ± 0.5 г/куб.см, сравнимую со средней плотностью Земли. Это, конечно, не означает, что KOI-1299 b является огромной планетой земного типа – она, как и Юпитер, состоит в основном из водорода и гелия, но большая масса приводит к сильному сжатию металлического водорода в ее недрах. Гигант KOI-1299 b вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 0.304 ± 0.007 а.е. и эксцентриситетом 0.479 ± 0.004. Расстояние между планетой и звездой меняется от 0.158 а.е. (~8 звездных радиусов) в перицентре до 0.45 а.е. (~23 звездных радиусов) в апоцентре, разница в освещенности достигает 8 раз. Средняя эффективная температура планеты оценивается Ортисом с коллегами в 942 ± 20К (в предположении альбедо, равного 0.27).

---