< Решена математическая загадка колец Сатурна

HD 219134: четырехпланетная система всего в 6.5 пк от Солнца!

Методом измерения лучевых скоростей обнаружено четыре маломассивных планеты у близкого оранжевого карлика HD 219134, при этом внутренняя планета оказалась транзитной! Средняя плотность внутренней планеты говорит о ее железокаменном составе.

---

Владислава Ананьева

По данным, полученным космическим телескопом им. Кеплера, большинство экзопланет являются суперземлями или мини-нептунами с радиусом около 2 радиусов Земли. К похожему выводу приводят наземные обзоры, ведущие поиск экзопланет методом измерения лучевых скоростей родительских звезд. Согласно их данным, большинство планет имеют массу, всего в несколько раз превышающую массу Земли. Большая часть таких планет входит в состав плоских плотно упакованных многопланетных систем. Однако вести поиск суперземель даже у ближайших звезд весьма затруднительно из-за малой амплитуды колебаний лучевой скорости, наводимых ими на свою звезду. Как правило, эта амплитуда не превышает 2-3 м/сек, что требует высочайшей точности единичного замера и плотных рядов наблюдений.

Одна из программ поиска маломассивных планет у ближайших звезд уже более 12 лет ведется на Южно-Европейской обсерватории с помощью спектрографа HARPS. Вторая началась сравнительно недавно, в августе 2012 года. Если HARPS ищет внесолнечные планеты в небе южного полушария, то его близнец HARPS-N, установленный на 3.6-метровом телескопе Галилео (TNG) в Ла Пальма, Испания, измеряет лучевые скорости звезд северного неба. Одна из наблюдательных программ, получившая название RPS (Rocky Planet Search = Поиск каменных планет), посвящена поиску маломассивных планет у близких ярких спокойных звезд.

31 июля 2015 года в Архиве электронных препринтов появилась статья группы исследователей из обзора RPS, посвященная открытию четырех планет у близкого оранжевого карлика HD 219134. Интересно, что самая внутренняя планета этой системы по наблюдениям космического ИК-телескопа им. Спитцера оказалась еще и транзитной! Таким образом, если предположить, что плоскости орбит планет мало наклонены друг к другу, истинные массы всех четырех планет оказываются очень близкими к минимальным массам, т.е. к измеренной величине m sin i. 

Итак, звезда HD 219134 (HIP 114622, HR 8832, GJ 892) удалена от нас на 6.53 ± 0.03 пк, она входит в первую сотню ближайших к Солнцу звезд. Ее спектральный класс – K3 V, масса оценивается в 0.78 ± 0.02 солнечных масс, радиус прямо измерен с помощью интерферометра и составляет 0.778 ± 0.005 солнечных радиусов, светимость близка к 26.5% светимости Солнца. Звезду можно увидеть невооруженным глазом – ее видимая звездная величина +5.57.

Всего было получено 98 замеров лучевой скорости HD 219134.

Самая внутренняя планета системы – транзитная горячая земля HD 219134 b. Ее масса оценивается в 4.46 ± 0.47 масс Земли, радиус – в 1.606 ± 0.086 радиусов Земли, что приводит к средней плотности 5.89 ± 1.17 г/куб.см, свидетельствующей о преимущественно железокаменном составе. Планета вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите (эксцентриситет не превышает 0.13, но скорее всего близок к нулю) на расстоянии 0.0382 ± 0.0003 а.е., и делает один оборот за 3.0937 ± 0.0004 земных суток.

Минимальная масса второй планеты HD 219134 c составляет всего 2.67 ± 0.59 масс Земли, и скорее всего, ее истинная масса также близка к этой величине. Планета вращается вокруг своей звезды на среднем расстоянии 0.064 ± 0.001 а.е. и делает один оборот за 6.765 ± 0.005 суток. Скорее всего, ее орбита также близка к круговой (формально эксцентриситет не превышает 0.26). 

Минимальная масса третьей планеты HD 219134 d существенно выше и достигает 8.67 ± 1.14 масс Земли, т.е. перед нами легкий нептун. В отличие от двух внутренних планет, HD 219134 d находится на эксцентричной орбите с большой полуосью 0.234 ± 0.002 а.е. и эксцентриситетом 0.32 ± 0.14, расстояние между планетой и звездой меняется от 0.159 а.е. в перицентре до 0.309 а.е. в апоцентре, т.е. почти в 2 раза. Орбитальный период составляет 46.78 ± 0.16 земных суток, температурный режим близок к температурному режиму Меркурия.

Наконец, четвертая планета этой системы HD 219134 e – легкая планета-гигант массой 62 ± 6 земных, что составляет ~0.65 массы Сатурна. Планета вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 2.14 ^+0.43/_-0.02 а.е. и эксцентриситетом 0.27 ± 0.11, и делает один оборот за 1190 ⁺³⁷⁹/_-34 земных суток, ее температурный режим является промежуточным между температурным режимом Юпитера и Главного пояса астероидов.

---