< ИИ научился искать места происхождения марсианских метеоритов

Две землеразмерные планеты у красного карлика LHS 1678 (TOI-696)

Представлены планеты с радиусами 0.70 ± 0.04 и 0.98 ± 0.06 радиусов Земли, вращающиеся вокруг близкого красного карлика LHS 1678 с орбитальными периодами 0.86 и 3.69 земных суток.

---

Владислава Ананьева

Небольшие планеты с радиусами менее 4 радиусов Земли чаще всего встречаются у красных карликов, составляющих большинство звезд Галактики. По данным «Кеплера», в среднем на каждый красный карлик приходится не менее 3 планет с орбитальными периодами короче 200 суток. Близкие и сравнительно яркие красные карлики являются привлекательной целью в поисках рядом с ними небольших планет как транзитным методом, так и методом лучевых скоростей.

26 октября 2021 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная валидации двух транзитных планет у близкого красного карлика LHS 1678. Планеты были обнаружены TESS. Авторы последовательно исключили астрофизические явления, способные имитировать транзитные сигналы, и наложили на массы планет достаточно жесткие верхние пределы. Кроме того, получены свидетельства наличия в этой системе еще как минимум двух тел.

LHS 1678 (LTT 2022, TOI-696) – красный карлик спектрального класса M2 V, удаленный от нас на 19.89 ± 0.01 пк. Его масса оценивается в 0.345 ± 0.014 солнечных масс, радиус – в 0.33 ± 0.01 солнечных радиусов, светимость в 69 раз меньше светимости Солнца. Звезда отличается пониженным содержанием тяжелых элементов – их в 2-5 раз меньше, чем в составе Солнца (разные авторы приводят разные значения). Возраст LHS 1678 определен плохо, но, судя по медленному вращению, низкому уровню активности и возможной принадлежности толстому диску Галактики, эта звезда достаточно древняя – во всяком случае, старше большинства звезд в окрестностях Солнца.

LHS 1678 попала на 4 и 5 сектора TESS (наблюдения велись с 19 октября по 11 декабря 2018 года). В дальнейшем TESS наблюдала эту звезду и на 31 и 32 секторах, но авторы опираются в своем анализе преимущественно на старые данные. Кривая блеска звезды демонстрировала два транзитных сигнала с периодами 0.860 и 3.694 суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусами 0.696 ± 0.044 и 0.982 ± 0.064 радиусов Земли. 

Чтобы измерить массы планет, авторы получили 41 замер лучевой скорости звезды с помощью спектрографа HARPS. Поскольку в видимых лучах звезда не слишком яркая (+12.48), погрешность единичного замера составила в среднем 2 м/с. Массы планет измерить не удалось, но авторы наложили на них верхние пределы в 0.35 и 1.4 масс Земли. Обе верхних предела допускают железокаменный состав транзитных планет.

Изучая кривую блеска LHS 1678 на 31 и 32 секторах, авторы обнаружили третий транзитный кандидат с периодом 4.965 суток и радиусом 0.91 ± 0.08 радиусов Земли. Достоверность сигнала повысилась при учете фотометрии 4 и 5 сектора (первоначально из-за слабости сигнала автоматические алгоритмы его не выявили). Однако исследователи пока не успели провести наземные наблюдения этого сигнала и оставили объект TOI-696.03 в статусе транзитного кандидата. Почти наверняка это тоже планета, поскольку объект близок к резонансу 3:4 с планетой LHS 1678 c.

Лучевая скорость звезды, в свою очередь, демонстрирует колебание с периодом 41.7 суток, природа которого пока не ясна. Авторы рассматривают две гипотезы – проявление звездной активности и наличие планеты на орбите с эксцентриситетом 0.2-0.6. Чтобы подтвердить или опровергнуть планетную природу 41.7-суточного сигнала, необходимы дальнейшие кропотливые измерения лучевой скорости звезды.

Но и это еще не все! Точные измерения положения звезды LHS 1678 на небесной сфере показывают дополнительное колебание с периодом ~42 лет, которое может быть вызвано гравитационным влиянием планеты-гиганта или коричневого карлика на широкой орбите с большой полуосью ~5 а.е. Поскольку полное время наблюдений не охватило и одного оборота этого объекта, его параметры определены пока очень плохо. Авторы уверены только, что это не маломассивная звезда, поскольку в этом случае ее заметили бы на снимках высокого разрешения.

Система LHS 1678 выглядит населенной и плоской, и две представленные землеразмерные планеты – лишь верхушка айсберга. Скорее всего, планет там гораздо больше, и транзитных, и не транзитных. Дальнейшие наблюдения, в том числе вариаций времени наступления транзитов, помогут оценить массы уже известных планет и, возможно, обнаружить новые. Также интересные данные о долгопериодическом массивном кандидате может предоставить астрометрическая миссия «Гайя».

Источник: https://arxiv.org/pdf/2110.12079.pdf

---