< Работа космического аппарата "Метеор-М" № 2-2 возобновлена

В системе HD 164922 открыта третья планета

Методом лучевых скоростей обнаружена планета с массой 4 ± 1 масс Земли и орбитальным периодом 12.5 земных суток у близкой и яркой солнцеподобной звезды HD 164922.

---

Владислава Ананьева

Является ли строение Солнечной системы типичным или, напротив, редким, даже уникальным? Этот вопрос не решен до сих пор. Метод измерения лучевых скоростей позволяет обнаруживать планеты-гиганты, в том числе с орбитальными периодами свыше 10 лет. Транзитный метод наиболее чувствителен к близким к своей звезде планетам, с его помощью было найдено немало компактных плотно упакованных систем из нескольких небольших планет на тесных орбитах. Но есть ли способ находить именно аналоги Солнечной системы – с планетами-гигантами на широких орбитах и небольшими планетами близко к звезде?

В первое десятилетие экзопланетных исследований точности спектрографов (~10-15 м/с) хватало лишь на регистрацию наиболее массивных планет, наводивших на свою звезду колебания максимальной амплитуды. С увеличением точности единичного замера и ростом числа измерений стало возможным регистрировать и планеты меньшей массы, в том числе и в системах, где уже были найдены планеты. Так, если бы мы наблюдали Солнечную систему издалека, измеряя лучевую скорость Солнца, то сначала обнаружили бы Юпитер (наводящий колебания с полуамплитудой 12.7 м/с и периодом 11.86 лет), а затем Сатурн (полуамплитуда колебаний 2.8 м/с, период 29.4 лет).

В 2012 году начала наблюдения программа GAPS (Global Architecture of Planetary System = Глобальная архитектура планетных систем), основанная на измерениях лучевых скоростей звезд высокоточным спектрографом HARPS-N. Одной из основных целей этой программы стал поиск маломассивных планет в системах, где уже были открыты планеты-гиганты на широких орбитах. В частности, в рамках GAPS наблюдали и солнцеподобную звезду HD 164922, у которой еще в 2006 году была открыта планета HD 164922 b с минимальной массой ~0.36 масс Юпитера и орбитальным периодом ~1207 земных суток. В 2016 году у этой звезды удалось обнаружить вторую планету – теплый нептун HD 164922 c с минимальной массой ~13 масс Земли, орбитальным периодом 75.74 суток и температурным режимом Меркурия. Наконец, 8 мая 2020 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию третьей планеты – суперземли HD 164922 d с минимальной массой 4 ± 1 масс Земли и орбитальным периодом 12.458 суток.

HD 164922 (GJ 6913, HIP 88348) – звезда главной последовательности спектрального класса G9 V, удаленная от нас на 22.0 ± 0.02 пк. Ее масса оценивается в 0.93 ± 0.03 солнечных масс, радиус – в 0.95 ± 0.02 солнечных радиусов, светимость составляет 71 ± 15% от светимости Солнца. Несмотря на древний возраст 9.6 ^+2.0/_-1.6 млрд. лет, звезда отличается повышенным содержанием тяжелых элементов.

Авторы наблюдали звезду HD 164922 на HARPS-N с марта 2013 по июнь 2018 года, всего было получено 314 замеров ее лучевой скорости с внутренней (инструментальной) погрешностью 0.4 м/с. Высочайшая точность измерений и богатый набор данных позволил обнаружить еще одно когерентное колебание, не сопровождающееся никакими признаками звездной активности.

Вновь открытая планета HD 164922 d является ближайшей к звезде: она вращается по близкой к круговой орбите (эксцентриситет 0.12 ^+0.13/_-0.08) на среднем расстоянии 0.103 ± 0.001 а.е. Вероятность транзитной конфигурации для нее оценивается в 4.3%. Родительская звезда не попадает в поле зрения камер TESS, но, возможно, ее сможет наблюдать европейский космический телескоп ChEOPS.

Мониторинг лучевой скорости звезды HD 164922 на протяжении 22 лет позволяет исключить наличие дополнительных планет с массами более 30 масс Земли и большой полуосью орбиты менее 5 а.е. В обитаемой зоне этой звезды нет планет с массами более 18 масс Земли, однако могут быть планеты меньших масс (и их наличие не нарушит динамическую устойчивость системы). Также небольшая планета с массой менее 5 масс Земли может быть в узкой области между HD 164922 c и HD 164922 d.

Источник: https://arxiv.org/pdf/2005.03368.pdf

---