< 98-й пролет Титана: радар в поисках изменений

HD 4203 c: эксцентричный аналог Юпитера

Методом измерения лучевых скоростей родительских звезд обнаружена вторая планета в системе HD 4203.

---

Владислава Ананьева

Одним из неожиданных открытий, сделанных на заре экзопланетных исследований, стало обнаружение высокого эксцентриситета орбит внесолнечных планет-гигантов. В отличие от массивных планет Солнечной системы, орбиты которых близки к круговым (их эксцентриситет не превышает 0.1), многие внесолнечные планеты-гиганты вращались вокруг своих звезд по орбитам, больше приличествующим кометам. Рекордсменом здесь является планета HD 80606 b, которая при массе около 4 масс Юпитера движется по орбите с эксцентриситетом 0.934! Позже были открыты и «нормальные» аналоги Юпитера на орбитах с небольшим эксцентриситетом, однако наличие эксцентричных планет по-прежнему требует объяснения.

Одной из гипотез, непринужденно объясняющих «искаженные» орбиты многих экзопланет-гигантов, является гравитационное влияние со стороны звезды – компаньона двойной звездной системы. Если планета вращается вокруг одной из звезд пары, то гравитационные возмущения со стороны второй звезды вполне могут сделать ее орбиту эксцентричной. Чтобы проверить эту гипотезу, группа американских астрономов под руководством Стефана Кейна (Stephen R. Kane) провела поиск звездных компаньонов у четырех звезд, имеющих планеты-гиганты на эксцентричных (e > 0.5) орбитах. Поиски проводились на 8-метровом телескопе «Северный Близнец» (Gemini North telescope), расположенном на Гавайях.

Несмотря на отличные условия видимости, никаких звездных компаньонов обнаружить не удалось (во всяком случае, на расстоянии 0.05-1.4 угловых секунд, что при дальности 30 пк соответствует линейному расстоянию 1.5-42 а.е.). Если рядом с этими звездами и есть массивные спутники, искажающие орбиты планет, то они более чем на 5 звездных величин слабее родительских звезд.

Проведя дополнительные измерения лучевых скоростей у одной из выбранных звезд, HD 4203, с помощью спектрографа HIRES, Стефан Кейн с коллегами обнаружил рядом с ней вторую планету-гигант на широкой орбите. Возможно, высокий эксцентриситет внутренней планеты в этой системе объясняется гравитационным взаимодействием с внешней планетой. Высокий эксцентриситет орбит планет у остальных трех звезд пока остается необъяснимым. 

HD 4203 – слегка проэволюционировавшая звезда спектрального класса G5. Ее масса оценивается в 1.13 ^+0.03/_-0.01 солнечных масс, радиус – в 1.33 солнечных радиусов, возраст достигает ~9 млрд. лет. В 2001 году рядом с ней была обнаружена планета-гигант HD 4203 b с минимальной массой (параметром m sin i) 2.08 масс Юпитера на 432-дневной орбите, эксцентриситет которой достигал ~0.52. 

За прошедшие годы было сделано еще 38 замеров лучевой скорости звезды HD 4203 с помощью спектрографа HIRES. Анализ полученных данных привел группу Кейна к выводу, что вокруг нее вращается еще один гигант с минимальной массой 2.17 ± 0.52 масс Юпитера и периодом 6700 ± 4500 земных суток (18.3 ± 12.3 лет). Огромные погрешности объясняются тем, что внешняя планета еще не завершила полный оборот вокруг звезды.
Эксцентриситет орбиты внешней планеты оценивается в 0.24 ± 0.13, т.е. он довольно умеренный. Температурный режим внешней планеты является промежуточным между температурными режимами Юпитера и Сатурна.

Дополнительные измерения лучевой скорости HD 4203 в ближайшие несколько лет позволят значительно уточнить все параметры планеты HD 4203 c.

Источник: http://arxiv.org/pdf/1401.1544v1.pdf

---