< В Роскосмосе состоялась встреча Владимира Поповкина и Жан-Жака Дордена

Планетная система Kepler-20: три субнептуна и две планеты земного типа

Группа Кеплера представила многопланетную систему Kepler-20, включающую в себя пять транзитных планет: три субнептуна и две небольшие планеты земного типа, пока не подтвержденные.

---

Владислава Ананьева

Одним из неожиданных открытий космического телескопа им.Кеплера стало обнаружение очень компактных компланарных планетных систем, в которых сразу несколько планетных орбит оказывались плотно упакованными внутри орбиты Меркурия. Самым ярким представителем подобных систем явилась 6-планетная система Kepler-11 (еще можно вспомнить системы Kepler-9 и Kepler-18, а также HD 10180). По сравнению с такими планетными системами внутренняя часть Солнечной системы выглядит очень пустынно.

19 декабря в Архиве электронных препринтов появилась статья большого коллектива авторов, посвященная планетной системе Kepler-20 (KOI-70, KIC 6850504). Около солнцеподобной звезды спектрального класса G вращаются пять транзитных планет, из которых три имеют размеры, промежуточные между размерами Земли и Нептуна, а две – сравнимые с размером Земли. Вся система упакована внутри 0.35 а.е. Планетную природу крупных планет удалось подтвердить методом измерения лучевых скоростей родительской звезды, две небольшие планеты пока остаются в ранге планетных кандидатов.

Итак, звезда Kepler-20 удалена от нас на 290 ± 30 пк. Ее масса составляет 0.91 ± 0.03 солнечных масс, радиус – 0.94 +0.06/-0.09 солнечных радиусов, светимость близка к 0.71 светимостей Солнца. Возраст звезды оценивается в 8.8 +4.7/-2.7 млрд. лет.

Внутренней планетой системы Kepler-20 является горячая суперземля Kepler-20 b. Ее масса составляет 8.7 ± 2.2 масс Земли, радиус оценивается в 1.91 +0.12/-0.21 земных радиусов, что приводит к средней плотности планеты 6.5 +2.0/-2.7 г/куб.см. Судя по высокой средней плотности, планета имеет в основном железокаменный состав. Kepler-20 b вращается вокруг своей звезды на среднем расстоянии 0.0454 ± 0.0006 а.е. (~8.3 звездных радиусов), и делает один оборот за 3.696 земных суток. Авторы открытия оценили эффективную температуру планеты в 1014К. Почти наверняка она захвачена в орбитально-вращательный резонанс 1:1 и повернута к своей звезде только одной стороной. Эксцентриситет орбиты суперземли пока неизвестен – но, во всяком случае, он меньше 0.32.

Второй подтвержденной планетой этой системы стала Kepler-20 c. Этот очень теплый нептун имеет массу 16.1 +3.3/-3.7 масс Земли и радиус 3.07 +0.2/-0.3 земных, что приводит к средней плотности 2.91 +0.85/-1.08 г/куб.см. Про состав этой планеты пока нельзя сказать ничего определенного: возможно, она включает в себя значительную долю льдов, а возможно, окружена протяженной водородно-гелиевой атмосферой. Kepler-20 c вращается вокруг своей звезды на среднем расстоянии 0.093 ± 0.001 а.е. (~17 звездных радиусов), и делает один оборот за 10.854 земных суток, его эффективная температура оценивается в 713К.

Наконец, внешняя из подтвержденных планет, получившая название Kepler-20 d, вращается вокруг своей звезды на среднем расстоянии 0.345 ± 0.004 а.е. и делает один оборот за 77.612 суток. Ее массу измерить не удалось, был получен только верхний предел в 20 масс Земли. При радиусе 2.75 +0.17/-0.3 радиусов Земли средняя плотность планеты оказывается меньше 4.07 г/куб.см (таким образом, и эта планета оказывается скорее мини-нептуном, нежели планетой земного типа). Температурный режим Kepler-20 d близок к температурному режиму Меркурия.

Помимо транзитов уже описанных выше планет кривая блеска звезды Kepler-20 демонстрирует еще два слабых транзитных сигнала глубиной 82 и 101 ppm с периодами 6.098 и 19.577 земных суток. При радиусе звезды, близком к 0.94 радиусов Солнца, это соответствует радиусам планетных кандидатов 0.87 и 1.03 радиусов Земли! Если бы эти планеты действительно вращались вокруг звезды Kepler-20, орбита самой маленькой планеты прошла бы между орбитами планет b и c, а орбита планеты побольше – между орбитами планет c и d. Однако авторы статьи не исключают, что какой-либо из этих объектов имеет другую физическую природу, и пока осторожно называют планеты e и f «планетными кандидатами».

Подтвердить или опровергнуть существование планет Kepler-20 e и Kepler-20 f помогут дальнейшие наблюдения.

 

Источник: http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1112/1112.4514v1.pdf

---