< АМС Juno проходит апойовий и начинает приближаться к Юпитеру

Три теплых нептуна у близких звезд: HD 42618 b, HD 164922 c, HD 143761 c

Методом измерения лучевых скоростей родительских звезд обнаружено три нептуна с температурным режимом, промежуточным между температурными режимами Меркурия и Венеры.

---

Владислава Ананьева

Если горячие юпитеры искать достаточно легко, и этим занимается сразу множество научных коллективов, то планеты меньшей массы и более умеренного теплового режима – трудная цель. К настоящему моменту известно только 17 планет с минимальной массой меньше 30 масс Земли и орбитальным периодом длиннее 75 суток. Чтобы эффективно искать такие планеты методом измерения лучевых скоростей родительских звезд, нужна высокая точность единичного замера (лучше 2 м/с), высокая частота и длительные ряды наблюдений.

Одним из обзоров, посвященных поиску маломассивных планет в солнечных окрестностях, является программа Eta-Earth. В рамках этого обзора ведется мониторинг лучевых скоростей 230 сравнительно ярких и спокойных GKM-звезд с помощью спектрографа HIRES, чья инструментальная точность достигает 1 м/с.

30 июня 2016 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья Бенджамина Фултона с коллегами, посвященная открытию трех сравнительно маломассивных умеренно нагретых планет у звезд HD 42618, HD 164922 и HD 143761. Исследователи наблюдали 51 целевую звезду обзора Eta-Earth с помощью спектрографа Levy, установленного на телескопе APF, и провели совместный анализ полученных данных. Богатые и продолжительные ряды наблюдений выбранных звезд позволили обнаружить три планеты с массами, близкими к массе Нептуна.

HD 42618 (GJ 3387, HIP 29432) – солнцеподобная звезда спектрального класса G4 V, удаленная от нас на 23.5 ± 0.3 пк. Ее масса оценивается в 1.015 ± 0.06 солнечных масс, радиус – в 1.00 ± 0.09 солнечных радиусов, светимость составляет 0.98 ± 0.17 солнечных. 

Для анализа был использован 571(!) замер лучевой скорости звезды, из которых 35 замеров получили авторы статьи.

Минимальная масса (параметр m sin i) планеты HD 42618 b составляет 15.4 ± 2.5 масс Земли. Планета вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 0.554 ± 0.011 а.е. и эксцентриситетом 0.19 ^+0.15/_-0.12, и делает один оборот за 149.61 ± 0.37 земных суток. Эффективная температура планеты оценивается авторами статьи в 337 ± 16К (при альбедо, равном 0.32). О трудности обнаружения планеты говорит тот факт, что полуамплитуда колебаний лучевой скорости звезды составила всего 1.89 ± 0.29 м/с!

Периодиограмма звезды HD 42618 демонстрирует еще один сигнал с периодом 388 суток и полуамплитудой ~2 м/с. Однако из-за близости этого периода к земному году авторы статьи опасаются, что этот сигнал вызван загрязнением спектра звезды теллурическими линиями и, следовательно, является ложнопозитивом. Авторы продолжат наблюдения за звездой для прояснения природы окологодового сигнала.

Если HD 42618 b – первая известная планета в своей системе, то остальные два нептуна были обнаружены у звезд, уже имеющих планеты.

HD 164922 (GJ 6913, HIP 88348) – звезда главной последовательности спектрального класса G9 V (по другим данным – K0 V). Масса звезды составляет 0.874 ± 0.012 солнечных масс, радиус – 1.00 ± 0.02 солнечных радиусов, светимость – 0.703 ± 0.017 солнечных светимостей. Система удалена от нас на 22.13 ± 0.27 пк.

В 2006 году у звезды HD 164922 был обнаружен «сатурн» HD 164922 b с орбитальным периодом ~1200 земных суток и температурным режимом Главного пояса астероидов. В дальнейшем наблюдения за звездой были продолжены. Фултон с коллегами использовали для анализа 328 замеров лучевой скорости, полученных HIRES, и 73 замера, полученных ими на спектрографе Levy. Богатые ряды наблюдений позволили обнаружить в этой системе еще одну планету – «нептун» HD 164922 c.

Минимальная масса планеты HD 164922 c – 12.9 ± 1.6 масс Земли. Планета вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 0.3351 ± 0.0015 а.е. и эксцентриситетом 0.22 ± 0.13, и делает один оборот за 75.765 ± 0.06 земных суток. Эффективная температура планеты оценивается авторами открытия в 401 ± 4К, ее температурный режим близок к температурному режиму Меркурия.

Помимо открытия внутренней планеты авторы подтвердили наличие внешней (HD 164922 b) и существенно уточнили ее параметры.

На периодиограмме HD 164922 обнаружен еще один сигнал с периодом 41.7 земных суток, но авторы не спешат заявить об открытии еще одного планетного кандидата. Поскольку сигнал близок к периоду вращения звезды (~44 земных суток), они опасаются, что он инициирован звездной активностью, и предлагают продолжить мониторинг лучевой скорости HD 164922. Дальнейшие наблюдения помогут определить природу этого сигнала.

Наиболее интригующей оказалась история планет у звезды HD 143761 (ро Северной Короны). Эта звезда – самая близкая и яркая среди трех, представленных в статье, она видна невооруженным глазом (видимая звездная величина +5.41). 

Ро Северной Короны – слегка проэволюционировавшая звезда спектрального класса G0 – удалена от нас на 17.236 ± 0.024 пк. Ее масса оценивается в 0.99 ± 0.03 солнечных масс, радиус достигает 1.36 ± 0.03 солнечных радиусов, светимость в 1.706 ± 0.042 раза превышает светимость Солнца. Эта звезда отличается пониженным содержанием тяжелых элементов – их примерно в 2 раза меньше, чем в составе Солнца.

Еще в 1997 году рядом с ней был обнаружен очень теплый гигант с орбитальным периодом 39.8 земных суток и минимальной массой около одной массы Юпитера. В 1999 году на ИК-снимках был обнаружен околозвездный пылевой диск, наклоненный к лучу зрения на 46 ⁺⁴/_-7 °. Если плоскость орбиты гиганта HD 143761 b совпадала с плоскостью диска, истинная масса планеты оказалась бы равной ~1.5 масс Юпитера.

Однако в 2011 году группа исследователей проанализировала астрометрические данные, полученные спутником Hipparcos, и объявила об обнаружении астрометрического сигнала от планеты HD 143761 b. Согласно исследованию, наклонение орбиты этого объекта составило 0.4-0.7° (система наблюдалась практически плашмя), а истинная масса достигала 100-200 масс Юпитера. Таким образом, HD 143761 b оказывалась не планетой и даже не коричневым карликом, а маломассивной звездой!

В 2014 году систему HD 143761 пронаблюдали с помощью интерферометра CHARA. Никаких следов двойственности обнаружено не было, однако компаньон мог быть слишком слаб для того, чтобы проявиться в данных CHARA.

Наконец, авторы статьи пронаблюдали звезду HD 143761 с помощью спекл-интерферометра DSSI, установленного на телескопе Gemini-North. Им также не удалось найти никаких свидетельств двойственности этой звезды. Скорее всего, орбита HD 143761 b расположена к нам не плашмя, а масса существенно ниже 100-200 масс Юпитера. Чем вызван астрометрический сигнал в данных Hipparcos, остается загадкой.

Фултон с коллегами использовали для анализа 519 замеров лучевой скорости HD 143761, полученных HIRES, и 157 замеров, полученных Levy. Богатейший ряд замеров позволил обнаружить в этой системе вторую планету – нептун HD 143761 c.

Минимальная масса HD 143761 c оценивается в 25 ± 2 масс Земли. Планета вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите с большой полуосью 0.412 ± 0.005 а.е. и эксцентриситетом 0.05 ^+0.06/_-0.04, и делает один оборот за 102.54 ± 0.17 земных суток. Эффективная температура планеты составляет 448 ± 7К, она немного горячее Меркурия.

Авторы открытия собираются продолжить поиски маломассивных планет у близких к Солнцу звезд.

Источник: http://arxiv.org/pdf/1607.00007.pdf

---