< Гигантский ураган на северном полюсе Сатурна: взгляд вблизи

Kepler-61 b: мини-нептун у внутреннего края обитаемой зоны

Американские астрономы подтвердили планетную природу транзитного кандидата Кеплера KOI-1361.01, получившего название Kepler-61 b. Радиус планеты - 2.15 ± 0.13 радиусов Земли, эффективная температура – 273 ± 13К, масса пока неизвестна.

---

Владислава Ананьева

Начиная с декабря 2011 года, когда команда Кеплера представила первый мини-нептун в обитаемой зоне (Kepler-22 b), планет с радиусом порядка радиуса Земли, а также планет с земным (или близким к земному) температурным режимом с каждым днем становится известно все больше. Среди первых можно назвать землеразмерные планеты Kepler-20 e и Kepler-20 f, все три планеты системы Kepler-42, Kepler-68 c – впрочем, все слишком горячие, чтобы быть обитаемыми. Среди вторых – две суперземли в системе Kepler-62, обе попадающие в обитаемую зону своей звезды, и суперземля Kepler-69 b, лишь немного не дотягивающая до этой зоны. Не за горами день, когда американские астрономы представят первые землеразмерные планеты в обитаемой зоне, первые аналоги Земли.

Многие транзитные кандидаты небольшого размера, попадающие в обитаемую зону своих звезд (список из 11 кандидатов можно посмотреть, например, здесь (табл. 2)), вращаются вокруг звезд холоднее 4100К (т.е. вокруг поздних оранжевых, а также красных карликов). Тому есть несколько причин: 
– у небольшой красной звезды глубина транзита оказывается больше, чем для той же самой планеты, но вращающейся вокруг солнцеподобной звезды, 
– системы красных карликов более компактны, а значит, Кеплер может отследить больше транзитов за период наблюдений, 
– из-за невысокой светимости звезды ее обитаемая зона расположена ближе, чем у солнцеподобной звезды (а значит, геометрическая вероятность транзита выше), и т.п.

Проблема состоит в том, что физические параметры звезд с температурами фотосферы около 4 тыс.К плохо определяются из их спектров. Ошибки в определении их массы и радиуса могут достигать десятков процентов, а это автоматически отражается на точности определения параметров планет.

24 апреля 2013 года в Архиве электронных препринтов появилась статья Дэвида Шарбонно с коллегами о подтверждении планетной природы транзитного кандидата KOI-1361.01, получившего также название Kepler-61 b. Его родительская звезда – поздний оранжевый карлик спектрального класса K7 V, температура фотосферы которого как раз близка к 4 тыс.К. В каталоге Кеплера параметры этой звезды были определены так: спектральный класс M0 V, масса равна 0.53 солнечных масс, радиус - 0.51 солнечных радиусов. Чтобы точнее определить параметры звезды, авторы статьи сравнили ее спектральные свойства с четырьмя близкими к Солнцу (и оттого хорошо изученными) звездами примерно такого же спектрального класса: GJ 380, GJ 338A, GJ 338B и GJ 820B. В результате они получили другие, более надежные оценки параметров звезды Kepler-61. Так, по данным Шарбонно и его коллег, ее масса составляет 0.635 ± 0.037 солнечных масс, радиус – 0.62 ^+0.02/_-0.05 солнечных радиусов, период вращения вокруг своей оси – 36 земных суток.

Кривая блеска звезды демонстрирует четкий транзитный сигнал глубиной около 1090 ppm и периодом 59.8776 ± 0.0002 земных суток, соответствующий планете радиусом 2.15 ± 0.13 радиусов Земли. Эффективная температура планеты оценивается авторами в 273 ± 13К (в предположении альбедо, равного 0.3). Температурный режим Kepler-61 b является промежуточным между температурными режимами Земли и Венеры; однако с учетом плотной протяженной атмосферы, почти наверняка создающей сильный парниковый эффект, эта планета все-таки не может считаться потенциально обитаемой.

К сожалению, тусклость звезды Kepler-61 (ее видимая звездная величина +15) не позволяет измерить массу планеты Kepler-61 b методом измерения лучевых скоростей. Из-за отсутствия в этой системе других транзитных планет метод тайминга транзитов здесь тоже не работает. Поэтому авторы статьи ограничились тем, что провели тщательный анализ физических явлений, способных имитировать транзитный сигнал, и убедились в их отсутствии. По их оценкам, вероятность того, что Kepler-61 b является ложным открытием, составляет 1:31500.

---