< Ученые зафиксировали 24 августа на Солнце 19 вспышек

«Кеплер» обнаружил еще две транзитные планеты в системе WASP-47

В рамках расширенной миссии K2 космический телескоп им. Кеплера обнаружил рядом с горячим юпитером WASP-47 b еще две транзитные планеты – суперземлю и нептун. Массу нептуна удалось оценить методом тайминга транзитов.

---

Владислава Ананьева

Изучение вариаций времени наступления транзитов известных экзопланет помогает находить дополнительные не транзитные планеты в исследуемых системах, а также измерять массы транзитных планет. Однако подавляющее большинство известных транзитных горячих юпитеров не показывают таких вариаций. «Горячие юпитеры одиноки», и этому факту надо искать объяснение. По-видимому, сам процесс образования горячих юпитеров исключает или, по крайней мере, сильно затрудняет формирование других планет (или приводит к их утрате, если они уже сформировались). Например, если горячие юпитеры образуются вследствие планет-планетного рассеяния, перехода на высокоэксцентричную орбиту с низким перицентром и последующего скругления этой орбиты приливными силами, орбиты других планет, расположенных внутри орбиты планеты-гиганта, оказываются неустойчивыми. В пользу этого объяснения говорит и обилие горячих юпитеров на резко наклоненных, полярных и даже ретроградных орбитах.

Однако нет правил без исключений. Одним из таких исключений стала планетная система у звезды WASP-47.

Горячий юпитер у звезды WASP-47 известен с апреля 2012 года. Он был обнаружен наземным транзитным обзором SuperWASP. Масса планеты была измерена методом лучевых скоростей и составила 1.14 ± 0.05 масс Юпитера, радиус оценили в 1.16 ± 0.03 радиуса Юпитера, орбитальный период оказался равным 4.15914 земных суток. WASP-47 b вращался вокруг своей звезды по круговой орбите на расстоянии 0.052 а.е., его эффективная температура составила 1220 ± 20К.

С 14 ноября 2014 года по 23 января 2015 года звезду WASP-47 наблюдал космический телескоп им. Кеплера в рамках расширенной миссии K2. Исключительно высокая точность фотометрии «Кеплера» позволила обнаружить в этой системе еще две транзитные планеты – горячую суперземлю WASP-47 c и горячий нептун WASP-47 d. Кроме того, измерение вариаций времени наступления транзитов двух внешних планет позволило независимо определить массу горячего юпитера WASP-47 b, оценить массу нептуна WASP-47 d и получить верхний предел на массу суперземли WASP-47 c.

Какой же предстала перед нами система WASP-47?

Самой внутренней планетой является суперземля WASP-47 c. Ее орбитальный период составляет всего 0.789593 ± 0.000012 земных суток (19 часов), она вращается вокруг своей звезды на расстоянии 0.0172 а.е. (3.2 звездных радиуса)! Радиус планеты оценивается в 1.817 ± 0.065 радиусов Земли. Методом тайминга транзитов массу планеты измерить не удалось, был получен только верхний предел в 8.9 масс Земли (с достоверностью 95%). Авторы открытия считают эту планету перспективной для измерения ее массы методом измерения лучевых скоростей родительской звезды, почти наверняка это будет сделано в ближайшее время какой-либо независимой научной группой.

Второй планетой системы является горячий юпитер WASP-47 b. Его параметры почти не изменились, за исключением массы – масса, определенная TTV-методом, оказалась несколько меньше определенной методом лучевых скоростей (337 ⁺²²/_-36 масс Земли против 362 ± 16 масс Земли). Впрочем, оба значения весьма близки, отличаясь друг от друга лишь на одно стандартное отклонение.

Наконец, внешней планетой стал горячий нептун WASP-47 d. Массу этой планеты удалось оценить путем тайминга транзитов планеты b, она оказалась равной 8.5 ± 3.7 масс Земли, что при радиусе 3.60 ± 0.13 радиусов Земли приводит к средней плотности 1.1 ± 0.5 г/куб.см, типичной для планет этого типа. WASP-47 d вращается вокруг своей звезды на среднем расстоянии 0.0873 ± 0.0004 а.е. (16.4 звездных радиусов) и делает один оборот за 9.03079 ± 0.00017 земных суток.

Анализ динамической устойчивости этой системы привел авторов открытия к выводу, что орбиты всех трех планет близки к круговым. При эксцентриситетах, превышающих ~0.05, система быстро становится неустойчивой. 

По всей видимости, горячий юпитер WASP-47 b оказался на своей орбите в результате спокойной миграции в диске, а не после скругления высокоэллиптической орбиты. Малые эксцентриситеты орбит планет и малое наклонение их друг к другу говорят о динамической невозмущенности этой системы.

Сравнительная яркость родительской звезды (ее видимая звездная величина +11.9) делает возможным измерение массы всех трех планет методом лучевых скоростей. Это позволит независимо подтвердить (или уточнить) значения масс, оцененных TTV-методом, и таким образом протестировать сам метод тайминга транзитов.

Источник: http://arxiv.org/pdf/1508.02411.pdf

---