< Планетологи обнаружили растрескивание коры Венеры

В системе Kepler-19 обнаружено два нетранзитных нептуна

Получив 101 замер лучевой скорости звезды Kepler-19 с помощью спектрографа HARPS-N, ученые не только измерили массу транзитной суперземли Kepler-19 b, но и обнаружили два нетранзитных нептуна с массами ~13 и ~22.5 масс Земли.

---

Владислава Ананьева

Транзитный метод позволяет определить радиус планеты, ее орбитальный период, большую полуось орбиты, но он ничего не говорит о ее массе. Для измерения массы транзитных кандидатов обычно используется метод измерения лучевых скоростей родительских звезд, а если звезда тусклая и если транзитных планет у нее несколько – метод тайминга транзитов. Особый интерес представляет измерение масс планет с радиусом ~2 радиусов Земли, не имеющих аналога в Солнечной системе.

Транзитная суперземля Kepler-19 b была представлена еще в 2011 году. Радиус планеты был определен в 2.21 ± 0.05 радиусов Земли, орбитальный период составил 9.287 земных суток. Планета была подтверждена статистически (т.е. прошла процедуру валидации), но массу ее в тот момент измерить не удалось – был получен только верхний предел в 20 масс Земли.

22 марта 2017 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная строению планетной системы Kepler-19. Чтобы определить массу суперземли Kepler-19 b, исследователи получили 101 замер лучевой скорости звезды Kepler-19 с помощью высокоточного спектрографа HARPS-N. Наблюдения проводились с июня 2012 года по ноябрь 2014 года, точность единичного замера составила 2-3 м/с для разных ночей. 

Кроме измерения лучевых скоростей родительской звезды, авторы исследования провели анализ ее фотометрии. Как оказалось, кривая блеска звезды демонстрировала явные вариации времени наступления транзитов планеты Kepler-19 b, вызванные гравитационным влиянием даже не одной, а двух внешних планет. Эти же планеты наводили на звезду заметные колебания лучевой скорости с полуамплитудой 1.7 ± 0.8 и 3.6 ± 0.6 м/с. Совместный анализ данных позволил восстановить строение системы Kepler-19.

Итак, Kepler-19 – солнцеподобная звезда слегка легче и тусклее Солнца, ее эффективная температура оценивается в 5544 ± 20К (спектральный класс G5-G6).

Внутренняя планета этой системы – транзитная суперземля Kepler-19 b, масса которой оказалась равной 8.4 ± 1.6 масс Земли, что приводит к средней плотности 4.32 ± 0.87 г/куб.см. Такая средняя плотность говорит о существенной доле летучих в составе этой планеты (или водяного льда, или водородно-гелиевой атмосферы массой около 1% полной массы планеты). Kepler-19 b вращается вокруг своей звезды по слабоэллиптической орбите с большой полуосью 0.118 ± 0.002 а.е. и эксцентриситетом 0.12 ± 0.02, и делает один оборот за 9.28716 ± 0.00006 земных суток.

Вторая планета Kepler-19 c – нептун с массой 13.1 ± 2.7 масс Земли, делающий один оборот вокруг звезды за 28.73 ± 0.01 земных суток. Эксцентриситет орбиты второй планеты достигает величины 0.21 ± 0.12. Динамическое моделирование системы показало, что наклонение орбиты второй планеты близко к наклонению планеты b – т.е. эта планета «почти транзитная». Планеты b и c близки к орбитальному резонансу 3:1. Величина большой полуоси орбиты планеты c в статье не приводится, но по третьему закону Кеплера ее можно оценить в ~0.25 а.е., таким образом, температурный режим второй планеты грубо соответствует температурному режиму Меркурия. 

Третья планета системы – нептун Kepler-19 d с минимальной массой 22.5 ^+1.2/_-5.6 масс Земли и орбитальным периодом 62.95 ^+0.04/_-0.30 земных суток. Наклонение орбиты внешней планеты может достаточно существенно отличаться от наклонения орбиты планеты b (авторы рассматривали разницу до 30°) – на основе имеющихся данных пока нельзя сделать каких-либо определенных выводов. Орбита планеты близка к круговой (эксцентриситет ~0.05). Величина большой полуоси орбиты, оцененная по 3-му закону Кеплера, составляет ~0.42 а.е., температурный режим является промежуточным между температурными режимами Меркурия и Венеры.

---