< РОСКОСМОС и КНКА: совместные исследования Луны

В системе HD 215152 обнаружены еще две планеты

Общее количество известных планет у звезды HD 215152 достигло четырех. Система представляет собой прекрасный пример компактной плотно упакованной планетной системы из четырех суперземель, орбитальные периоды которых составляют всего несколько земных суток.

---

Владислава Ананьева

Космический телескоп им. Кеплера обнаружил значительное количество компактных плотно упакованных планетных систем, в которых сразу несколько планет расположено глубоко внутри орбиты Меркурия. Своей компактностью и цепочками орбитальных резонансов такие системы больше напоминают спутниковые системы планет-гигантов. По сравнению с ними Солнечная система выглядит рыхлой и пустынной.

Открытие компактных плотно упакованных планетных систем стало достаточно неожиданным – методом измерения лучевых скоростей их обнаруживать крайне сложно. Как правило, планеты, входящие в состав компактных систем, имеют малую массу (порядка нескольких масс Земли), а значит, наводят на свою звезду колебания малой амплитуды. Кроме того, наличие орбитальных резонансов затрудняет выделение из периодиограммы индивидуальных RV-сигналов. Тем не менее, трудно не означает невозможно, и, измеряя лучевые скорости звезды на протяжении долгого времени, можно «расплести» сложное движение звезды вокруг барицентра системы и идентифицировать вклад каждой планеты.

14 февраля 2018 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию еще двух планет у близкого и яркого оранжевого карлика HD 215152, тем самым общее количество известных планет в этой системе достигло четырех. Все четыре планеты образуют компактную плотно упакованную систему, полностью аналогичную компактным системам, обнаруженным «Кеплером». Открытие было сделано методом измерения лучевых скоростей с помощью спектрометра HARPS.

Первые две планеты (в текущих обозначениях – c и d) были представлены еще в 2011 году на основе данных, также полученных этим спектрометром. Тогда влияние на лучевую скорость звезды еще не открытых планет привело к высоким видимым эксцентриситетам c и d – ~0.34 и ~0.38, и их завышенным массам. Наблюдения за звездой были продолжены: к настоящему моменту за период в 13 лет получено 373 замера лучевой скорости звезды (с июня 2003 по сентябрь 2016 года). Богатые ряды данных позволили исследователям обнаружить еще две маломассивные планеты.

На данный момент структура планетной системы HD 215152 выглядит так.

Внутренняя планета HD 215152 b имеет орбитальный период 5.7594 ± 0.0002 земных суток, большую полуось орбиты 0.0576 ± 0.0008 а.е. и минимальную массу (параметр m sin i) 2.0 ^+0.4/_-0.7 масс Земли. 

У второй планеты HD 215152 c (известной с 2011 года) орбитальный период 7.283 ^+0.004/_-0.009 земных суток, большая полуось орбиты 0.0674 ± 0.0009 а.е. и минимальная масса 1.5 ^+0.8/_-0.6 масс Земли.

Планеты b и c близки к орбитальному резонансу 5:4.

Минимальная масса третьей планеты HD 215152 d оценивается в 2.7 ^+0.9/_-0.8 масс Земли. Суперземля вращается вокруг своей звезды на среднем расстоянии 0.088 ± 0.001 а.е. и делает один оборот за 10.864 ± 0.006 земных суток. Эта планета также известна с 2011 года.

Планеты c и d близки к орбитальному резонансу 3:2.

Наконец, четвертая планета HD 215152 e вращается на среднем расстоянии 0.154 ± 0.002 а.е. и завершает один оборот за 25.20 ± 0.05 земных суток, ее минимальная масса 3.5 ^+0.5/_-2.1 масс Земли.

Формально эксцентриситеты орбит планет составляют (от внутренней планеты к внешней) 0.36 ^+0.11/_-0.35, 0.16 ^+0.22/_-0.16, 0.33 ^+0.18/_-0.33 и 0.17 ^+0.29/_-0.17. Однако численное моделирование динамической устойчивости показало, что при наклонении плоскости системы в 90° (в этом случае истинные массы планет равны минимальным) эксцентриситеты орбит не могут превышать 0.03, а при наклонении в 30° (тогда истинные массы вдвое превосходят минимальные) – даже 0.02. При наклонении в 15° система неустойчива при любых эксцентриситетах орбит. Таким образом, можно сделать вывод, что орбиты планет в этой системе на самом деле близки к круговым.

Полуамплитуды колебаний лучевой скорости звезды, наводимых планетами, оказываются около 1 м/с (у планеты c – даже 0.7 м/с). Фактически система HD 215152 находится на пределе обнаружения современными средствами.

Источник: https://arxiv.org/pdf/1802.04631.pdf

---