< Решение о пусках "Протонов" примут после докладов о причинах аварии

Подтверждена планетная природа 8 кандидатов Кеплера в 4 планетных системах

Методом тайминга транзитов подтверждена планетная природа восьми транзитных кандидатов Кеплера, и получены верхние пределы на их массу.

---

Владислава Ананьева

Группа китайских астрономов под руководством Ян Мина (Yang Ming) проанализировала кривые блеска всех транзитных кандидатов Кеплера в многопланетных системах, которые были выложены в открытый доступ, за первые 15 наблюдательных кварталов (т.е. за период до 1350 суток). Ученые искали вариации времени наступления транзитов, вызванные гравитационным влиянием планет друг на друга; этот метод называется таймингом транзитов. Взаимное гравитационное влияние планет оказывается наиболее заметным в случае, если они связаны орбитальными резонансами низкого порядка, например, 2:1 или 3:2. В этом случае отклонения времени наступления транзитов от среднего значения могут достигать десятков минут и даже часов.

В результате своего исследования китайские астрономы подтвердили планетную природу 8 транзитных кандидатов в 4 многопланетных системах и получили верхние пределы на их массы. Некоторые из этих верхних пределов накладывают серьезные ограничения на состав изученных транзитных планет. Как и ожидалось, все 8 кандидатов связаны орбитальными резонансами низкого порядка. Все они имеют температурный режим Меркурия или еще горячее.

Система KOI-1236

KOI-1236 – звезда главной последовательности несколько ярче и горячее Солнца. Ее масса оценивается в 1.31 солнечных масс, радиус – в 1.27 солнечных радиусов, светимость примерно втрое превышает солнечную. Расстояние до звезды не сообщается, но исходя из ее светимости и видимой звездной величины (+13.66), его можно грубо оценить в 1000 пк.

Кривая блеска этой звезды демонстрирует три транзитных сигнала с периодами 12.31, 35.744 и 54.4 земных суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусами 2.6 ± 1.1, 4.3 ± 1.8 и 3.1 ± 1.3 радиусов Земли (т.е. попадающим в размерный класс «нептунов»). Две внешние планеты близки к орбитальному резонансу 3:2, они влияют друг на друга достаточно заметно, чтобы можно было оценить их массы. Однако поскольку эксцентриситет их орбит неизвестен, были получены только верхние пределы, составляющие 62 и 49 земных масс. Скорее всего, массы обеих планет в несколько раз меньше. Влияние самой внутренней планеты на других членов системы обнаружить не удалось, так что она остается пока в статусе транзитного кандидата.

Система KOI-1563

KOI-1563 – звезда главной последовательности спектрального класса K. Ее масса составляет 0.89 солнечных масс, радиус – 0.87 солнечных радиусов. Видимая звездная величина этой звезды достигает +15.81, что соответствует удаленности ~875 пк.

Кривая блеска KOI-1563 демонстрирует четыре транзитных сигнала с периодами 3.2, 5.487, 8.29 и 16.74 земных суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусом 2.16 ± 0.77, 3.6 ± 1.3, 3.3 ± 1.1 и 3.7 ± 1.3 радиусов Земли. Две средние планеты близки к орбитальному резонансу 3:2 и влияют друг на друга достаточно сильно, чтобы методом тайминга транзитов можно было бы оценить их массы. Однако тут возникает та же проблема, что и с системой KOI-1236: эксцентриситет орбит планет неизвестен, поэтому вместо точных масс получены только верхние пределы. Согласно расчетам авторов исследования, эти пределы равны 9.0 ± 5.4 земных масс для второй планеты и 7.7 ± 4.1 земных масс для третьей. С учетом радиусов это приводит к низкой средней плотности обеих планет (< 1 и <1.2 г/куб.см для второй и третьей планеты, соответственно), что говорит о значительной доле летучих элементов в их составе. Поскольку третья и четвертая планета близки к орбитальному резонансу 2:1, а заметного влияния четвертой планеты на третью обнаружено не было, авторы находят и верхний предел на массу четвертой (самой внешней) планеты – 7.57 масс Земли. По всей видимости, KOI-1563 представляет собой компактную систему из легких нептунов.

Система KOI-2038

KOI-2038 – солнцеподобная звезда с массой 0.95 и радиусом 0.84 солнечных масс и радиусов, соответственно, ее светимость составляет 2/3 солнечной. Судя по видимой звездной величине (+14.78), она удалена от нас примерно на 800 пк. 

Кривая блеска KOI-2038 также демонстрирует четыре транзитных сигнала с периодами 8.306, 12.512, 17.913 и 25.22 земных суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусом 1.99 ± 0.86, 2.2 ± 0.95, 1.56 ± 0.68 и 1.6 ± 0.7 радиусов Земли. Две внутренние планеты близки к орбитальному резонансу 3:2, удалось получить верхние пределы на их массы. Две внешние планеты пока остаются в статусе планетных кандидатов.

Итак, верхние пределы на массы первой и второй планет оказываются равными 14.8 ± 4.2 и 18.9 ± 5.2 земных масс. Скорее всего, истинные массы этих планет в несколько раз меньше (с учетом радиусов они приводят к неправдоподобно высокой средней плотности ~10 г/куб.см). Массы третьей и четвертой планет в этой системе должны быть меньше 42.5 и 8.6 масс Земли, иначе их гравитационное влияние на внутренние планеты уже было бы замечено.

Система KOI-2672

KOI-2672 – еще одна солнцеподобная звезда, которая оказывается несколько ярче (+11.9) и ближе (расстояние ~256 пк) остальных. Ее масса оценивается в 0.84 солнечных масс, радиус – в 1.04 солнечных радиусов. Ее кривая блеска демонстрирует только два транзитных сигнала с периодами 43 и 88.5 земных суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусами 3.5 ± 1.4 и 5.3 ± 2.1 радиусов Земли. Планеты очень близки к орбитальному резонансу 2:1. Верхние пределы на их массы составляют 80 ± 3.5 и 17 ± 2 массы Земли, соответственно. Очевидно, истинная масса внутренней планеты много меньше своего верхнего предела – судя по размерам, обе они являются нептунами.

Обобщив результаты научных групп, пользующихся методом тайминга транзитов, Ян Мин с коллегами отметил, что среди пар планет, связанных орбитальными резонансами, 36% связаны резонансом 2:1 и 30% - резонансом 3:2 (остальные связаны резонансами более высоких порядков). 

Источник: http://arxiv.org/pdf/1308.0996.pdf

 

---