< NASA провело инфракрасный тур по Юпитеру

K2-231 b: мини-нептун в рассеянном скоплении Ruprecht 147

У солнцеподобной звезды K2-231, входящей в состав зрелого рассеянного скопления Ruprecht 147, обнаружена транзитная планета радиусом 2.5 ± 0.2 радиусов Земли и орбитальным периодом 13.842 суток.

---

Владислава Ананьева

Молодые звезды образуются в результате гравитационного коллапса плотных ядер гигантских молекулярных облаков, причем образуются большими группами – скоплениями и ассоциациями. Дальнейшая судьба групп зависит от их гравитационной связанности. Небольшая часть звезд формируется в достаточно плотных группах большой численности, которые остаются гравитационно связанными и после рассеяния родительского молекулярного облака – так формируются рассеянные звездные скопления. Другие, неплотные, группы после ухода газа теряют связанность и становятся неограниченно расширяющимися ассоциациями, а их звезды входят в состав галактического диска.

Поскольку формирование планетных систем происходит в первые миллионы лет существования звезд, на процесс образования планет неизбежно влияет обстановка в группе, в которую входит молодая звезда. В плотных скоплениях условия отличаются от условий в разреженных ассоциациях. Многочисленные сближения звезд в плотных скоплениях (с плотностью 0.3-30 звезд на кубический парсек) могут приводить к более частому разрушению протопланетных дисков или выбросу планет, чем в галактическом диске с плотностью ~0.06 звезд на кубический парсек. Поэтому интересно сравнить распространенность планет одного типа у звезд, входящих в скопления, и звезд поля.

Однако поиск планет у звезд рассеянных скоплений сопряжен с большими трудностями. Как правило, звезды, входящие в состав скоплений – молодые, активные и быстро вращающиеся, что затрудняет измерение их лучевых скоростей с приемлемой точностью. Известны и рассеянные скопления зрелого возраста, однако, как правило, они удалены от нас на значительные расстояния, и их звезды оказываются слишком тусклыми для точного измерения лучевых скоростей. Все это привело к тому, что к настоящему моменту известно только 23 планеты у звезд, входящих в состав рассеянных скоплений, из них 14 открыто транзитным методом.

21 марта 2018 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию мини-нептуна K2-231 b у солнцеподобной звезды, входящей в состав рассеянного скопления Ruprecht 147. Скопление, включающее в себя полторы сотни известных членов, имеет зрелый возраст ~3 млрд. лет и расположено на расстоянии 295 ± 5 пк от Солнца. «Кеплер» в рамках 7 наблюдательной кампании расширенной миссии K2 наблюдал около ста FGK-звезд этого скопления (из рассмотрения были исключены красные гиганты, «голубые бродяги» и тесные двойные системы). 

Кривая блеска звезды EPIC 219800881 показала транзитный сигнал с периодом 13.842 земных суток и глубиной ~0.06%, соответствующей планете радиусом 2.5 ± 0.2 радиусов Земли.

Звезда EPIC 219800881 прошла тщательную процедуру валидации. Чтобы исключить различные варианты астрофизических сценариев, способных имитировать транзитный сигнал, авторы исследования получили снимки высокого разрешения ближайших окрестностей звезды камерой NIRC2 10-метрового телескопа Кек II, а также проанализировали замеры лучевой скорости этой звезды, полученные за последние 10 лет спектрографами HARPS, MIKE, HIRES и Hecto. Они показали, что звезда EPIC 219800881 почти наверняка одиночная, что транзиты связаны именно с ней, и что тусклые компаньоны, находящиеся от нее на расстоянии менее 9 угловых секунд, являются звездами фона (скопление Ruprecht 147 расположено вблизи галактической плоскости в созвездии Стрельца, где звездная плотность весьма велика). Общая вероятность того, что K2-231 b является планетой, составляет 99.86%.

Возможно ли подтвердить планетную природу K2-231 b методом измерения лучевых скоростей? При радиусе 2.5 радиусов Земли масса планеты составит 7 ⁺⁵/_-3 масс Земли, и она будет наводить на родительскую звезду колебания с полуамплитудой 1-2 м/с. С учетом наличия звездного шума с амплитудой 2.6-3.6 м/с такая величина с трудом, но может быть измерена путем суммирования достаточного количества наблюдений. Авторы отмечают, что в случае, если это будет сделано, K2-231 b станет первой планетой из рассеянного скопления с измеренными одновременно и массой, и радиусом.

Источник: https://arxiv.org/pdf/1803.07430.pdf

---