< ЕКА: исследовательская станция Venus Express завершает свою миссию

Новости обзора N2K: еще четыре планеты-гиганта

Методом измерения лучевых скоростей открыты четыре планеты-гиганта на широких орбитах.

---

Владислава Ананьева

В последние годы благодаря фантастическому успеху космического телескопа им. Кеплера транзитный метод поиска экзопланет затмил метод измерения лучевых скоростей родительских звезд. Однако наблюдательные программы, основанные на RV-методе и начатые еще в прошлом десятилетии, продолжают свою кропотливую работу и приносят новые результаты. Одной из подобных программ является программа N2K.

Изначально обзор N2K (Next 2000 target stars) был нацелен на быстрый поиск горячих юпитеров методом измерения лучевых скоростей родительских звезд. Для мониторинга было выбрано около 2000 звезд (отсюда и название обзора) ярче +10.5 видимой звездной величины, расположенных не далее 110 пк от Солнца. Чтобы увеличить вероятность обнаружения планет-гигантов, в качестве целевых звезд выбирались звезды с высокой металличностью. Мониторинг лучевых скоростей выбранных звезд проводился на телескопах Кек, Магеллан и Субару. Точность единичного замера была различна для разных звезд выборки, но обычно составляла 1-3 м/сек.

С начала своей работы в 2004 году обзор N2K обнаружил более 30 планет, причем далеко не только горячих юпитеров. Ученые, работающие в рамках этого обзора, утверждают, что хороших кандидатов (пока не опубликованных) у них еще больше. 

21 ноября 2014 года в Архиве электронных препринтов появилась статья участников обзора, посвященная очередному открытию новых планет. Две планетные системы (HD 10442 и HD 75784) были представлены впервые, кроме того, оказались заметно пересмотрены параметры двух уже известных планетных систем HD 11506 и HD 5319 (так, в последней была обнаружена еще одна внешняя планета). 

Итак, HD 75784 (HIP 43569) – оранжевый субгигант спектрального класса K3 IV. Его масса оценивается в 1.41 ± 0.08 солнечных масс, радиус достигает 3.3 ± 0.3 солнечных радиусов, светимость в 5.7 ± 0.9 раз превышает светимость Солнца. Расстояние до звезды оценивается в 68.7 ± 6.2 пк. HD 75784 уже сошла с главной последовательности и полным ходом эволюционирует в красный гигант, ее возраст близок к 4 млрд. лет.

Всего был сделан 41 замер лучевой скорости этой звезды. Колебания лучевой скорости говорят о наличии в этой системе двух планет-гигантов.

Минимальная масса (параметр m sin i) внутренней планеты HD 75784 b оценивается в 1.15 ± 0.3 масс Юпитера. Планета вращается вокруг своей звезды по слабоэллиптической орбите с большой полуосью 1.073 ± 0.013 а.е. и эксцентриситетом 0.13 ± 0.1, и делает один оборот за 342 ± 6 земных суток. Температурный режим гиганта близок к температурному режиму Меркурия.

Параметры внешней планеты определены пока с большими неопределенностями. Ее минимальная масса – 5.6 ± 1.2 масс Юпитера, большая полуось орбиты – 6.5 ± 2 а.е., орбитальный период известен с колоссальной погрешностью: 5040 ± 3414 земных суток. Потребуются еще годы наблюдений, чтобы определить параметры этого объекта с приемлемой точностью.

HD 10442 – еще один оранжевый субгигант, его спектральный класс K2 IV. Параллакс звезды не был измерен, поэтому расстояние до нее и ее радиус остаются неизвестными. Однако если учесть близость температуры фотосферы, ускорения свободного падения и массы этой звезды (1.56 ± 0.09 солнечных масс) к аналогичным параметрам HD 75784, то ее радиус можно оценить в ~3.5 солнечных радиусов, а светимость – в ~7 солнечных. В этом случае до HD 10442 – около 94 пк.

Всего было сделано 43 замера лучевой скорости этой звезды.

Минимальная масса планеты HD 10442 b – 2.1 ± 0.15 масс Юпитера. Гигант вращается вокруг родительской звезды по слабоэллиптической орбите с большой полуосью 2.335 ± 0.014 а.е. и эксцентриситетом 0.11 ± 0.06, и делает один оборот за 1043 ± 9 земных суток. Температурный режим планеты является промежуточным между тепловыми режимами Земли и Венеры. Если у HD 10442 b есть крупные спутники, они могут быть обитаемыми.

В системе HD 5319 первая планета была открыта в 2007 году по 30 замерам лучевой скорости родительской звезды. Тогда ее масса была оценена в 1.5 масс Юпитера, орбитальный период составил 626 ± 25 земных суток, эксцентриситет орбиты достигал 0.56. Мониторинг этой системы продолжился, к настоящему времени количество замеров лучевой скорости достигло 81, а общий период наблюдений превысил 10 лет. Это позволило обнаружить в системе HD 5319 еще одну внешнюю планету и существенно пересмотреть параметры внутренней.

После учета гравитационного влияния внешней планеты эксцентриситет орбиты внутренней упал почти до нуля (до 0.02 ± 0.03). Замечу – это далеко не первый случай такой редукции в истории экзопланетных исследований. Орбитальный период значительно уточнили – теперь он равен 641 ± 2 земных суток. Минимальная масса планеты слегка выросла – до 1.76 ± 0.07 масс Юпитера, величина большой полуоси орбиты почти не изменилась (1.67 а.е.). Температурный режим HD 5319 b оказывается промежуточным между температурными режимами Меркурия и Венеры.

Минимальная масса новой внешней планеты HD 5319 c составляет 1.15 ± 0.08 масс Юпитера. Ее орбитальный период – 886 ± 8 земных суток, иначе говоря, планеты близки к орбитальному резонансу 4:3. Температурный режим внешней планеты близок к температурному режиму Венеры. Эксцентриситет ее орбиты довольно умеренный – 0.15 ± 0.06.

Авторы открытия поискали признаки магнитных циклов в кривой блеска и спектрах звезды, но ничего не нашли (таким образом, колебания лучевой скорости, скорее всего, вызваны гравитационным влиянием планеты).

Численное интегрирование движения обеих планет на временах 10 млн. лет показало, что большинство орбит оказываются неустойчивыми, однако были и «островки устойчивости» для случаев резонанса 4:3 и либраций вокруг него. «Мгновенное» значение периодов обеих планет может и отклоняться от строгого резонанса, но будет возвращаться к нему снова и снова. Орбитальный эксцентриситет внутренней планеты при этом будет меняться от нуля до 0.05, а внешней – от 0.02 до 0.07. 

---