< Данные Curiosity помогают понять, как и когда Марс потерял свою воду

Валидация многопланетных систем Kepler-430 и Kepler-431

Получив высококачественные снимки окрестностей звезд Kepler-430 и Kepler-431 на 8.1-метровом телескопе Gemini North, астрономы подтвердили планетную природу транзитных кандидатов в этих системах с достоверностью выше 0.998.

---

Владислава Ананьева

К настоящему моменту Кеплер обнаружил 4175 надежных транзитных кандидатов, но только 996 из них подтверждены как планеты (т.е. чуть меньше 24%). Такое сравнительно малое количество подтвержденных планет объясняется трудностями процесса подтверждения. Обычно планетная природа транзитных кандидатов подтверждается методом измерения лучевых скоростей родительской звезды, реже – методом тайминга транзитов. Но метод лучевых скоростей хорошо работает только для сравнительно ярких звезд (ярче 12-13 звездной величины), а заметные вариации времени наступления транзитов наблюдаются только в небольшой доле многопланетных систем с сильным гравитационным взаимодействием планет друг с другом. В большинстве случаев однозначное подтверждение планетной природы транзитных кандидатов заменяется процедурой валидации – последовательным исключением астрофизических явлений, способных имитировать транзитный сигнал и провести к ложному открытию. В результате валидации планетная природа кандидата оказывается подтвержденной на 99% и даже больше, но не абсолютно достоверно.

Поскольку самыми распространенными явлениями, имитирующими транзитные сигналы, являются скользящие транзиты двух звезд и близкие (в проекции на небесную сферу) затменно-переменные двойные фона, процедура валидации обязательно включает в себя получение высококачественных снимков окрестностей целевых звезд на крупнейших наземных телескопах. Обычно среднее изображение звезды на матрице «Кеплера» имеет радиус 6 угловых секунд или даже больше (в зависимости от ее видимой звездной величины). Если в эту область попадет одна или несколько звезд дополнительно к целевой звезде, их свет загрязнит ее кривую блеска. Это, в свою очередь, может привести к искажению параметров транзитных планет и даже к ложному открытию (если рядом с целевой звездой окажется затменно-переменная двойная).

13 ноября 2014 года в Архиве электронных препринтов появилась статья Марка Эверетта (Mark E. Everett) с коллегами, посвященная валидации 18 систем Кеплера, из которых две были представлены впервые – KOI-2365, получившая наименование Kepler-430, и KOI-3097, названная Kepler-431. В июле 2013 года исследователи получили снимки окрестностей обеих звезд на 8-метровом телескопе «Северный Близнец» (Gemini North), расположенном на вершине Мауна Кеа (Гавайи) и оборудованном системой адаптивной оптики. После обработки качество снимков приблизилось к дифракционному пределу телескопа – 0.02 угловых секунд. Никаких подозрительных звезд рядом с Kepler-430 и Kepler-431 обнаружено не было. 

1 сентября 2013 года на 4-метровом телескопе Национальной оптической астрономической обсерватории (NOAO) были получены высококачественные спектры обеих звезд. Это позволило оценить их свойства и исключить еще одну распространенную причину ложных открытий – случай скользящих транзитов двух звезд. В результате уровень достоверности планетной природы транзитных кандидатов превысил 0.998.

Итак, Kepler-430 (KOI-2365, KIC 11560897) – звезда несколько массивнее и ярче Солнца. Ее масса оценивается в 1.17 ^+0.13/_-0.10 солнечных масс, радиус достигает 1.49 ^+0.27/_-0.23 солнечных радиусов, светимость примерно в 2.4 раза превышает солнечную. Расстояние до звезды не сообщается, но, исходя из ее светимости и видимой звездной величины (+13.85), его можно оценить в ~1 кпк. 

Кривая блеска Kepler-430 демонстрирует два транзитных сигнала с периодами 35.968 и 110.979 земных суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусами 3.25 и 1.75 радиусов Земли. Внутренняя планета Kepler-430 b является мини-нептуном, удаленным от своей звезды на среднее расстояние 0.2244 а.е. и нагретым до ~667К. Внешняя планета Kepler-430 c может быть как мини-нептуном, так и океанидой и даже суперземлей, величина большой полуоси ее орбиты 0.4757 а.е., эффективная температура оценивается Эвереттом с коллегами в 458К. Достоверность планетной природы обеих кандидатов превышает 0.999.

Звезда Kepler-431 (KOI-3097, KIC 7582689) несколько ярче и горячее Солнца. Ее масса оценивается в 1.07 ^+0.06/_-0.04 солнечных масс, радиус – в 1.09 ^+0.19/_-0.11 солнечных радиусов, светимость на ~40% превышает светимость Солнца. Расстояние до звезды также не сообщается, но, исходя из ее светимости и видимой звездной величины (+11.97), его можно оценить в ~320 пк. 

Судя по всему, Kepler-431 окружена плотно упакованной компактной системой из трех (а может, и больше) небольших горячих планет. Ее кривая блеска демонстрирует три транзитных сигнала с периодами 6.803, 8.703 и 11.922 земных суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусом 0.764, 0.668 и 1.11 радиусов Земли (от внутренней планете к внешней). Эффективные температуры этих планет оцениваются авторами открытия в 1032, 951 и 856К, соответственно. Скорее всего, две внутренние планеты (а может, и все три) являются горячими аналогами Меркурия или даже спутника Юпитера Ио (высокий нагрев близкой звездой приведет к быстрой потере атмосферы, а взаимное гравитационное влияние – к рассеянию приливной энергии и бурной вулканической активности).

Источник: http://arxiv.org/pdf/1411.3621v1.pdf

---