< Кольца Сатурна почти исчезнут через 100 млн. лет

Измерены массы планет в системе GJ 9827

Из трех транзитных суперземель одна оказалась железокаменной, а две другие обогащены летучими веществами.

---

Владислава Ананьева

GJ 9827 (K2-135, HIP 115752) – оранжевый карлик спектрального класса K6 V, удаленный от нас на ~30 пк, его светимость составляет ~12% солнечной. В 2017 году космический телескоп им. Кеплера обнаружил у него три транзитные планеты с орбитальными периодами 1.21, 3.65 и 6.2 земных суток и радиусами 1.64, 1.29 и 2.08 радиусов Земли, соответственно. Звезда прошла стандартную процедуру валидации (исключения астрофизических явлений, способных имитировать транзитный сигнал), вероятность ложного открытия оказалась меньше 2·10^-6.

Поскольку с 2010 по 2016 год звезда GJ 9827 входила в список целей спектрографа PFS, установленного на 6.5-метровом телескопе Магеллана, исследователи подняли архивные данные о ее лучевой скорости и проанализировали их с учетом знания об орбитальных периодах планет. Им удалось оценить массу самой внутренней планеты b в 8.2 ± 1.5 масс Земли, а на массы остальных двух планет наложить верхние пределы в 7.6 и 11 масс Земли.

Наблюдения за этой интересной системой были продолжены. 24 декабря 2018 года в Архиве электронных препринтов вышла статья, посвященная уточнению параметров планет и системы в целом. Авторы уточнили расстояние до звезды с помощью данных «Гайи» и получили 41 дополнительный замер лучевой скорости с помощью спектрографа HARPS-N. В результате им удалось существенно уточнить массу внутренней планеты b, определить массу внешней планеты d, а на массу средней c получить верхний предел, гораздо более жесткий, чем раньше, и показать, что эта планета богата летучими веществами.

Теперь система GJ 9827 выглядит так.

Родительская звезда оказалась чуть ближе, чем считалось ранее – до нее 29.69 ± 0.05 пк. Масса и радиус звезды немного уменьшились и составляют теперь 0.606 ± 0.02 и 0.602 ± 0.005 солнечных масс и радиусов, соответственно. Содержание тяжелых элементов в составе GJ 9827 также уменьшилось – по текущим оценкам, их в 3 раза меньше, чем в составе Солнца. Возраст звезды очень грубо оценивается в 10 млрд. лет (во всяком случае, он больше 5 млрд. лет). Несмотря на зрелый возраст и низкое содержание тяжелых элементов, GJ 9827 принадлежит тонкому диску Галактики.

Внутренняя планета GJ 9827 b, вращающаяся на расстоянии 6.72 звездных радиуса и делающая один оборот за 1.20898 земных суток, имеет массу 4.91 ± 0.49 масс Земли и радиус 1.58 ± 0.03 радиусов Земли, что приводит к средней плотности 6.93 ^+0.82/_-0.76 г/куб.см. Как мы видим, увеличение количества высокоточных замеров и учет звездной активности уменьшили ее массу почти вдвое относительно более ранних оценок! Средняя плотность планеты b совместима с железокаменным составом, если считать, что на железное ядро приходится около 25% массы планеты.

Средняя планета GJ 9827 c вращается на расстоянии 14 звездных радиусов и завершает оборот за 3.6481 земных суток, ее радиус – 1.241 ± 0.026 радиусов Земли. Массу планеты надежно измерить не удалось, авторы накладывают на нее верхний предел в 1.5 масс Земли. Поскольку при железокаменном составе масса GJ 9827 c должна быть близка к 1.9 масс Земли, авторы приходят к выводу, что планета c имеет сравнительно низкую плотность и существенно обогащена летучими веществами.

Внешняя планета GJ 9827 d вращается на расстоянии 20 звездных радиусов, ее орбитальный период – 6.2015 земных суток. При радиусе планеты в 2.02 ± 0.05 радиусов Земли ее масса составляет 4.04 ± 0.84 масс Земли, что приводит к средней плотности 2.69 ± 0.58 г/куб.см. Планета также явно обогащена летучими элементами.

---