Владислава Ананьева

Состав планет Солнечной системы сильно зависит от расстояния между планетой и Солнцем: планеты земного типа находятся на сравнительно тесных, близких к Солнцу орбитах, планеты-гиганты – на широких, более удаленных. Однако изучение внесолнечных планет показало, что такое строение планетных систем отнюдь не универсально: после своего образования планеты могут мигрировать как вглубь, так и вовне системы, планеты-гиганты могут находиться на очень тесных орбитах и на орбитах с большим эксцентриситетом, планеты могут быть связаны друг с другом цепочками орбитальных резонансов, и т.п. Этого мало – как оказалось, очень близкие друг к другу планеты могут резко отличаться по своим размерам и химическому составу.

20 июня 2012 года в Архиве электронных препринтов появилась статья большого коллектива авторов, посвященная планетной системе Kepler-36. 

Kepler-36 (KOI 277, KIC 11401755) – слегка проэволюционирововшая звезда спектрального класса G0. Ее масса оценивается в 1.071 ± 0.043 солнечных масс, радиус – в 1.626 ± 0.019 солнечных радиусов, светимость близка к 2.9 светимостей Солнца. Расстояние до звезды не сообщается, но, исходя из ее видимой звездной величины, его можно оценить в 440 пк. Возраст системы составляет 6-8 млрд. лет.
Кривая блеска звезды демонстрирует два транзитных сигнала с периодами 13.84 и 16.24 земных суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусами 1.486 ± 0.035 и 3.679 ± 0.054 радиусов Земли. Время наступления транзитов обеих планет испытывает периодические вариации, отражающие их взаимное гравитационное влияние. Измерение величины этих вариаций позволило определить массу обеих планет, причем с относительно высокой точностью ~8%.

Итак, планета Kepler-36 b имеет массу 4.45 ^+0.33/_-0.27 масс Земли и радиус 1.486 ± 0.035 радиусов Земли, что приводит к средней плотности 7.46 ^+0.74/_-0.59 г/куб.см. Это говорит о преимущественно железокаменном составе данной планеты, подобном составу планет земной группы. Kepler-36 b вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите на расстоянии 0.1153 ± 0.0015 а.е., и делает один оборот за 13.8399 земных суток. Авторы открытия оценили эффективную температуру планеты в 978 ± 11К (в предположении, что ее альбедо равно 0.30).

Планета Kepler-36 c удалена от своей звезды на 0.1283 ± 0.0016 а.е. Ее масса оценивается в 8.08 ^+0.60/_-0.46 масс Земли, радиус – в 3.679 ± 0.054 радиусов Земли, что приводит к средней плотности 0.89 ^+0.07/_-0.05 г/куб.см. Если Kepler-36 b – явная суперземля, то Kepler-36 c – легкий аналог Нептуна, состоящий в основном из льдов и окруженный заметной водородно-гелиевой атмосферой. Планета делает один оборот вокруг своей звезды за 16.2386 земных суток, ее эффективная температура оценивается в 928 ± 10К.

Из-за близости своих орбит обе планеты испытывают сильное взаимное влияние. Численное моделирование системы Kepler-36, проведенное другим коллективом ученых, привело к парадоксальному выводу – несмотря на низкие эксцентриситеты, орбиты обеих планет являются хаотическими, т.е. положение планет принципиально непредсказуемо на временах больше ~10 лет. Кроме того, оказалось, что они связаны орбитальным резонансом высокого порядка 26:34. Только в 4.5% случаев интегрирование системы показывало ее устойчивость на временах, превышающих 200 млн. лет. Возможно, мы застали систему Kepler-36 в момент быстрой динамической эволюции. 

Источники: http://arxiv.org/pdf/1206.4718v1.pdf
http://arxiv.org/pdf/1206.4695.pdf