< «Розетта»: два года у кометы

GJ 3998 b и c: две суперземли у близкого красного карлика

Методом измерения лучевых скоростей обнаружены две маломассивные планеты у красного карлика GJ 3998, удаленного от нас на 17.8 пк.

---

Владислава Ананьева

Красные карлики – наиболее многочисленные звезды Галактики, к ним относится 70-75% всех звезд. Большинство из них (если не все) обладает планетными системами. По расчетам К.Дрессинг и Д.Шарбонно, основанных на анализе данных, собранных «Кеплером», в среднем у каждого красного карлика есть 2.5 ± 0.2 планеты с радиусами 1-4 радиусов Земли на орбитах короче 200 земных суток. Похожие оценки дают RV-обзоры – 0.88 ^+0.55/_-0.19 планет с массами от 1 до 10 масс Земли на орбитах короче 100 земных суток. Тем самым близкие и сравнительно яркие красные карлики становятся очень привлекательной целью для поиска новых планет и изучения их характеристик.

14 июля 2016 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию двух планет у красного карлика GJ 3998. Открытие было сделано в рамках программы HADES RV.

Программа HADES RV посвящена поиску планет у ближайших звезд методом измерения лучевых скоростей. Для наблюдений было отобрано 103 красных карлика ярче +12 звездной величины спектральных классов от M0 V до M3 V. К настоящему моменту для ~15% звезд из этого списка уже получено более 80 замеров лучевой скорости с погрешностью 1.0-1.8 м/с. Наблюдения звезды GJ 3998 велись с 26 мая 2013 года по 12 октября 2015 года, за это время было сделано 136 замеров.

GJ 3998 – звезда главной последовательности спектрального класса M1 V, удаленная от нас на 17.8 ± 0.7 пк. Ее масса оценивается в 0.50 ± 0.05 солнечных масс, радиус – в 0.49 ± 0.05 солнечных радиусов, светимость составляет 4.1 ± 0.8% светимости Солнца. Видимая звездная величина GJ 3998 составляет +10.83, а в инфракрасной полосе К – даже +6.82.

Лучевая скорость GJ 3998 демонстрирует суперпозицию колебаний с периодами 2.65, 13.7, 30.7 и 42.5 земных суток. Тщательный анализ хромосферной активности звезды показал, что периоды 30.7 и 42.5 земных суток соответствуют периоду ее вращения вокруг своей оси и дифференциальному вращению – иначе говоря, имеют не планетную природу. Напротив, колебания с периодами 2.65 и 13.7 земных суток никак не коррелируют с различными типами звездной активности и вызваны планетами, вращающимися вокруг GJ 3998. 

Минимальная масса внутренней планеты GJ 3998 b составляет всего 2.47 ± 0.27 масс Земли. Суперземля вращается вокруг своей звезды по круговой орбите на расстоянии 0.029 ± 0.001 а.е. и делает один оборот за 2.6498 ± 0.0008 земных суток. Планета оказывается горячее Меркурия, но прохладнее типичных «горячих» планет. Полуамплитуда колебаний лучевой скорости звезды, наведенных этой планетой, составляет всего 1.82 ± 0.16 м/с! Слабый сигнал удалось «вытащить» из-под шумов благодаря богатым рядам наблюдений.

Минимальная масса внешней планеты GJ 3998 c достигает 6.26 ± 0.79 масс Земли. Возможно, перед нами не суперземля, а мини-нептун (а может, и «обычный» нептун, если наклонение его орбиты достаточно мало). Планета вращается вокруг родительской звезды по слабоэллиптической орбите с большой полуосью 0.089 ± 0.003 а.е. и эксцентриситетом 0.049 ^+0.052/_-0.034, и делает один оборот за 13.740 ± 0.016 земных суток. Температурный режим внешней планеты соответствует температурному режиму Меркурия.

---