< Положение Солнца в Млечном Пути определено с максимальной точностью

Многопланетные системы Kepler-23 и Kepler-24

Завершаем рассказ о многопланетных системах, представленных Вильямом Боруцки с коллегами 25 января 2012 года.

---

Владислава Ананьева

Планетные кандидаты, обнаруженные транзитным методом, нуждаются в подтверждении их планетной природы одним из динамических методов, позволяющих оценить массу кандидата. Обычно измерение массы транзитной планеты происходит методом измерения лучевых скоростей родительской звезды, но для тусклых звезд и небольших планет этот метод перестает работать. Однако если вокруг одной звезды вращаются два или больше транзитных кандидата, появляется возможность оценить их массы методом тайминга транзитов.
Метод тайминга основан на тщательном измерении времени наступления транзитов. Поскольку планеты, входящие в состав одной планетной системы, гравитационно взаимодействуют друг с другом и возмущают орбиты друг друга, измеренное время наступления транзитов начинает испытывать небольшие колебания относительно предвычисленного, сделанного в предположении отсутствия взаимодействия. Моделируя этот процесс, можно определить (хоть и с невысокой точностью) массы планет. Еще один метод позволяет оценить массы планетных кандидатов сверху – это метод сохранения динамической устойчивости системы. При высоких массах планет их взаимодействие становится настолько сильным, что планетная система становится неустойчивой. Моделируя планетную систему, можно определить критическую массу планет и, таким образом, получить верхние пределы на массу транзитных кандидатов.

Планетная природа транзитных кандидатов в системах Kepler-23 и Kepler-24 была подтверждена методом тайминга транзитов и методом динамической устойчивости. 

Звезда Kepler-23 (KOI 168, KIC 11512246) имеет спектральный класс G2 V и температуру фотосферы 5760 ± 124K (в пределах ошибок измерения совпадающую с температурой нашего Солнца). Однако радиус этой звезды превышает солнечный в 1.52 ^+0.24/_-0.30 раза. По всей видимости, Kepler-23 недавно сошла с главной последовательности и начала эволюционировать в сторону превращения в красный гигант. Масса звезды оценивается в 1.1 ± 0.1 солнечных масс, светимость близка к 2.3 солнечных. Расстояние до звезды не сообщается, но исходя из ее светимости и видимой звездной величины (+13.4), его можно оценить в 800 пк.
Кривая блеска Kepler-23 демонстрирует три транзитных сигнала с периодами 7.1073, 10.7421 и 15.275 земных суток. Глубина транзитов соответствует планетам с радиусами (от внутренней планеты к внешней) 1.9, 3.2 и 2.2 радиусов Земли, большие полуоси орбит составляют 0.075, 0.099 и 0.125 а.е., орбиты близки к круговым. Максимальная масса двух внутренних планет, определенная из условия динамической устойчивости этой системы, составляет 0.8 и 2.7 масс Юпитера, но реально она может быть гораздо меньше. Так, масса внутренних планет, оцененная методом тайминга транзитов, составляет 4.8 ± 15.6 масс Земли для внутренней планеты и 15.0 ± 49.8 масс Земли для внешней. Массу внешней планеты пока оценить не удалось, и она осталась в статусе планетного кандидата. 

Kepler-24 (KOI 1102, KIC 3231341) – солнцеподобная звезда главной последовательности с пониженным содержанием тяжелых элементов. Ее масса оценивается в 1.03 ^+0.11/_-0.14 масс Солнца, радиус – в 1.07 ^+0.16/_-0.23 радиусов Солнца, светимость составляет 1.16 ^+0.36/_-0.60 солнечных. Расстояние до звезды не сообщается, но исходя из ее светимости и видимой звездной величины (+14.9), его можно грубо оценить в 1140 пк.
Кривая блеска Kepler-24 демонстрирует четыре транзитных сигнала с периодами 4.2443, 8.1453, 12.3335 и 18.9981 земных суток. Глубина транзитов соответствует планетам с радиусами (от внутренней планеты к внешней) 1.7, 2.4, 2.8 и 1.7 радиусов Земли. Методом тайминга транзитов была подтверждена планетная природа только двух средних планет, внутренняя и внешняя планеты пока остаются в статусе планетных кандидатов.
Итак, оба мини-нептуна вращаются вокруг своей звезды по орбитам с большими полуосями 0.08 и 0.106 а.е. Их максимальные массы, определенные из условия динамической устойчивости планетной системы, составляют 1.6 и 1.6 масс Юпитера. Однако реальные массы этих планет наверняка гораздо ниже.

Все представленные здесь планеты попадают в диапазон горячих планет. 

Источник: http://arxiv.org/pdf/1201.5409v1.pdf

---