< Новости миссии «Розетта»

«Закрывается» потенциально обитаемая суперземля Gliese 581 d

Колебания лучевой скорости звезды Gliese 581 с периодом около 66.6 суток оказались вызваны не планетой, а ее собственной хромосферной активностью.

---

Владислава Ананьева

Иногда история открытия внесолнечных планет даже у ближайших звезд оказывается запутанней любого детектива. Планеты, существование которых кажется уже надежно установленным, вдруг оказываются миражом, артефактом обработки данных или результатом неучтенного влияния собственной активности звезды. К сожалению, это неизбежное следствие того, что пока подавляющее большинство планет обнаруживается косвенными методами, например, транзитным или методом измерения лучевых скоростей родительских звезд. Каждый из этих методов, будучи результативным и мощным, тем не менее, может ввести исследователей в заблуждение и привести к ложным открытиям при неучете астрофизических явлений, способных, так или иначе, имитировать планетный сигнал.

Очень поучительной в этом смысле является история открытия и закрытия планет в системе близкого красного карлика Gliese 581. Первая планета рядом с этой звездой (нептун Gliese 581 b с орбитальным периодом 5.3686 земных суток) была открыта в 2005 году, вторая (суперземля Gliese 581 c с орбитальным периодом 12.917 земных суток) – в 2007 году, и только их параметры практически не менялись при дальнейших исследованиях. В том же 2007 году было объявлено об открытии суперземли Gliese 581 d, чей период сначала определили равным 82 земным суткам, а потом – 66.6 суткам. В 2009 году обнаружили самую внутреннюю планету системы – планету земного типа Gliese 581 e, а в 2010 – еще две планеты – Gliese 581 g прямо в середине обитаемой зоны, и самую внешнюю планету Gliese 581 f. Все открытия были сделаны методом измерения лучевых скоростей родительской звезды.

Ну а потом начались закрытия. Почти сразу после объявления Калифорнийской группой об открытии планет g и f их коллеги и ближайшие конкуренты из Женевской группы заявили, что не видят эти планеты в своих данных. В течение двух лет статус обеих планет был неопределенным, обе научные группы спорили друг с другом о достоверности своих результатов и копили наблюдательные данные. В сентябре 2011 года Женевская группа поставила точку в истории планет g и f: получив к уже имеющимся 119 замерам лучевой скорости звезды дополнительно 121 новых замеров, европейские астрономы показали, что этих планет не существует. Однако в наличии остальных четырех планет тогда никто не сомневался – колебания лучевой скорости звезды, вызванные их влиянием, четко просматривались в данных.

Но на этом история не закончилась. 7 июля 2014 года в Архиве электронных препринтов появилась статья группы американских астрономов из Пенсильванского университета, посвященная детальному изучению различных видов звездной активности Gliese 581. Авторы статьи использовали высококачественные спектры этой звезды, полученные спектрографом HARPS. Им удалось довольно точно установить период вращения Gliese 581 вокруг своей оси – он оказался равным 130 ± 2 земным суткам. С этим же периодом менялась интенсивность эмиссии в линии атомарного водорода H_альфа и ряд других признаков звездной активности. 

Предположив, что собственная активность красного карлика может влиять и на его наблюдаемую лучевую скорость, авторы исследования вычли из данных о лучевой скорости колебания, вызванные вращением звезды. После проведенной коррекции сигналы трех планет b, c и e стали еще четче, но RV-сигнал планеты d резко ослаб до уровня 1.5 сигма! Отсюда был сделан вывод, что планеты Gliese 581 d не существует, а колебания лучевой скорости звезды Gliese 581 с периодом 66.6 суток являются гармоникой ее периода вращения. 

Таким образом, на данный момент в системе Gliese 581 d осталось три планеты, и все они находятся ближе внутреннего края обитаемой зоны. 

Самой внутренней остается планета Gliese 581 e с минимальной массой 1.7 ± 0.2 масс Земли. Ее орбитальный период – 3.1490 ± 0.0002 земных суток, расстояние до звезды – 0.02815 ± 0.00006 а.е. Планета оказывается несколько горячее Меркурия.

Вторым идет нептун Gliese 581 b с минимальной массой 15.8 ± 0.3 земных масс и периодом 5.3686 ± 0.0001 суток, он удален от своей звезды на 0.04061 ± 0.00003 а.е. Температурный режим этой планеты соответствует температурному режиму Меркурия.

Наконец, третьей оказывается суперземля Gliese 581 c массой 5.5 ± 0.3 масс Земли и орбитальным периодом 12.914 ± 0.002 земных суток. Планета удалена от своей звезды на 0.0721 ± 0.0003 а.е., ее температурный режим напоминает температурный режим Венеры.

Эксцентриситеты орбит всех трех планет очень близки к нулю.

Можно ли сказать, что уж эти-то планеты точно существуют? По всей видимости, да, хотя окончательную точку в этой истории должен поставить астрометрический телескоп Гайя.

Источник: http://arxiv.org/pdf/1407.1049.pdf

---