< О пресс-конференции команды «Розетты» 17 декабря 2014 года

Пять новых планет-гигантов от Женевской группы

Один из старейших научных коллективов, занятых поиском внесолнечных планет методом измерения лучевых скоростей родительских звезд, объявил об открытии пяти новых планет-гигантов.

---

Владислава Ананьева

Измерения лучевых скоростей родительских звезд, проводимые уже более 20 лет, позволяют обнаруживать планеты-гиганты, удаленные от своих звезд на 8-10 а.е. (т.е. вплоть до орбиты Сатурна). Однако первые RV-обзоры, дающие точность единичного замера 20-50 м/сек, позволяли находить только самые массивные планеты и коричневые карлики (с ростом орбитального периода амплитуда лучевой скорости, наводимой планетой на свою звезду, при прочих равных уменьшается). Для обнаружения аналогов Юпитера и тем более Сатурна требовались более точные спектрографы.

Наблюдения на спектрографе HARPS, установленном на 3.6-метровом телескопе Южно-Европейской обсерватории в Ла Силья (Чили), ведутся с 2003 года. В качестве целей европейские астрономы отобрали солнцеподобные звезды (т.е. звезды среднего возраста спектральных классов G и K), удаленные от Солнца не более чем на 57.5 пк. Точность единичного замера разная для разных звезд и разных ночей, но обычно составляет 1-3 м/сек. С помощью HARPS уже открыто несколько десятков планет с массами вплоть до нескольких масс Земли.

23 декабря в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная открытию пяти новых планет-гигантов HD 103720 b, HD 564 b, HD 30669 b, HD 108341 b и GJ 717 b. Также авторы статьи существенно пересмотрели параметры планет в системе HD 113538.

Итак, HD 103720 – хромосферно активная звезда спектрального класса K3 V, удаленная от нас на 41.6 ± 2.2 пк. Ее масса оценивается в 0.794 ± 0.04 солнечных масс, радиус – в 0.73 ± 0.02 солнечных радиусов, светимость составляет около 30% от светимости Солнца. Лучевая скорость этой звезды демонстрирует четкие синусоидальные колебания с амплитудой ~90 м/сек, что примерно в 7 раз выше ожидаемого уровня акустического шума, создаваемого ее активностью. Всего было получено 70 замеров лучевой скорости HD 103720.

Минимальная масса (параметр m sin i) планеты HD 103720 b составляет 0.62 ± 0.025 масс Юпитера. Планета вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите на среднем расстоянии ~0.05 а.е. и делает один оборот за 4.5557 ± 0.0001 земных суток. Геометрическая вероятность транзитной конфигурации этого горячего юпитера достигает 7%, но авторы открытия фотометрические наблюдения звезды HD 103720 не проводили, так что вопрос о возможных транзитах этой планеты остается открытым.

HD 564 – солнцеподобная звезда, удаленная от нас на 53.6 ± 2.7 пк. Ее масса оценивается в 0.96 ± 0.05 солнечных масс, радиус – в 1.01 ± 0.05 солнечных радиусов, содержание тяжелых элементов примерно в полтора раза ниже солнечного. Всего было получено 99 замеров лучевой скорости этой звезды.

Минимальная масса планеты HD 564 b – 0.33 ± 0.03 масс Юпитера. Этот прохладный сатурн вращается вокруг своей звезды по слабоэллиптичной орбите с большой полуосью 1.2 а.е. и эксцентриситетом около 0.1, и делает один оборот за 492.3 ± 2.3 земных суток. Его температурный режим близок к температурному режиму Земли. Если у этой планеты есть крупные спутники, они могут быть обитаемыми.

Звезда HD 30669 немного легче и холоднее Солнца. Ее масса оценивается в 0.92 ± 0.03 солнечных масс, радиус – в 0.91 ± 0.04 солнечных радиусов, спектральный класс – G9 V. Система удалена от нас на 57.1 ± 4.2 пк. Всего было получено 46 замеров лучевой скорости этой звезды.

HD 30669 b – планета аналог Юпитера. Ее минимальная масса составляет 0.47 ± 0.06 масс Юпитера, большая полуось орбиты достигает 2.69 ± 0.08 а.е., орбитальный эксцентриситет определен с большой погрешностью – 0.18 ± 0.15. Из-за меньшей, чем у Солнца, светимости звезды температурный режим планеты оказывается близок к температурному режиму Юпитера (чуть теплее). HD 30669 b делает один оборот вокруг своей звезды за 1684 ± 61 земных суток (примерно 4.6 лет).

HD 108341 – оранжевый карлик спектрального класса K2 V, удаленный от нас на 49.4 ± 2.4 пк. Масса звезды близка к 0.84 солнечных масс, радиус оценивается в 0.79 ± 0.03 солнечных радиусов. Всего было сделано 24 замера лучевой скорости этой звезды.

В отличие от предыдущих звезд, лучевая скорость HD 108341 демонстрирует резко несинусоидальные колебания с амплитудой 144 ⁺³¹¹/_-66 м/сек и периодом около 1129 земных суток, что говорит о наличии у этой звезды планеты на резко эксцентричной орбите. Из-за того, что замеров вблизи момента прохождения планетой перицентра было мало, параметры планеты определены с большими погрешностями. Масса эксцентричного гиганта оценивается в 3.5 ^+3.4/_-1.2 масс Юпитера, большая полуось его орбиты близка к 2 а.е., эксцентриситет достигает 0.85 ± 0.09! Расстояние между планетой и звездой меняется от 0.3 до 3.7 а.е., т.е. более чем в 12 раз. Авторы открытия намерены тщательно промерить лучевую скорость звезды в августе 2015 года, когда планета будет в очередной раз проходить перицентр своей орбиты – это позволит существенно уточнить ее параметры.

GJ 717 (в статье эта звезда названа BD-11 4672) – поздний оранжевый карлик спектрального класса K7 V, удаленный от нас на 27.3 пк. Его масса оценивается в 0.571 ± 0.014 солнечных масс, радиус – в 0.52 ± 0.02 солнечных радиусов, светимость составляет всего 9.6% от светимости Солнца. Звезда отличается резко пониженным содержанием тяжелых элементов – их в 3 раза меньше, чем в составе нашего дневного светила! Всего было получено 40 замеров лучевой скорости GJ 717.

Минимальная масса планеты GJ 717 b – 0.53 ± 0.05 масс Юпитера. Планета вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите на расстоянии 2.28 ± 0.07 а.е. и делает один оборот за 1667 ± 33 земных суток. Температурный режим этого гиганта является промежуточным между температурными режимами Юпитера и Сатурна. Отмечу, что экспериментальные точки не слишком хорошо ложатся на теоретическую кривую, что может говорить о наличии в этой системе еще одной или нескольких дополнительных планет.

Две планеты у звезды HD 113538 были анонсированы еще в конце 2010 года также по наблюдениям на спектрографе HARPS. На момент открытия было получено 29 замеров лучевой скорости этой звезды. Тогда орбитальные периоды планет были оценены в ~263 и 1657 ± 48 земных суток, эксцентриситеты орбит достигали величин ~0.6 и ~0.3. 

За прошедшие годы Женевская группа получила уже 75 замеров лучевой скорости HD 113538, и параметры планет оказались существенно пересмотрены. RV-сигнал с периодом ~250 земных суток стал гораздо слабее, зато появился явный пик с периодом около 660 земных суток. RV-сигнал, соответствующий внешней планете, остался сильным, но несколько сместился до 1818 ± 25 суток. Эксцентриситеты обеих планет сильно упали и составляют теперь 0.14 ± 0.08 и 0.20 ± 0.04.

Все это говорит о необходимости собирать длительные и частые ряды наблюдений, особенно в случае многопланетных систем, чтобы избежать ошибок, вызванных экстраполяциями при недостатке данных.

---