< Результаты исследований учёных NASA стали аргументом в пользу необходимости повторения проекта «Фобос-Грунт»

Семипланетная система Kepler-90 (KOI-351)

23 октября в Архиве электронных препринтов появилась статья об открытии 7-планетной системы KIC 11442793 (KOI-351), впоследствии получившей имя Kepler-90. Авторы статьи назвали новую систему «компактным аналогом Солнечной системы», и это название тут же растиражировали научно-популярные СМИ. Однако эта аналогия слишком сильная, и стоит разобраться, действительно ли планетная система Kepler-90 напоминает нашу собственную.

---

Владислава Ананьева

Космический телескоп им. Кеплера наблюдал звезду KIC 11442793 в течение ~4 лет (1340 земных суток). Сначала в этой системе было обнаружено три транзитных кандидата с периодами 59.7385, 210.5914 и 331.6426 земных суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусами 2.44, 6.6 и 9.3 радиусов Земли. Впоследствии авторы статьи проанализировали кривую блеска звезды с помощью алгоритма DST и нашли в этой системе еще 4 небольшие планеты на более тесных орбитах. Таким образом, число транзитных планет в системе Kepler-90 достигло семи, что уже сравнимо с количеством классических (не карликовых) планет в Солнечной системе. 

Что мы знаем о системе KOI-351?
Звезда Kepler-90 несколько ярче и горячее Солнца. Ее спектральный класс – поздний F, масса оценивается в 1.2 ± 0.1 солнечных масс, радиус – в 1.2 ± 0.1 солнечных радиусов, температура фотосферы составляет 6080 ⁺²⁶⁰/_-170 К. Система удалена от нас на 780 ± 100 пк. 

Планеты в этой системе образуют иерархическую структуру, т.е. собраны в отчетливо выделенные группы. 

Первую компактную группу образуют планеты Kepler-90 b и Kepler-90 с с периодами 7.008 и 8.719 земных суток и радиусами 1.3 и 1.2 радиусов Земли, удаленные от своей звезды на 0.074 и 0.089 а.е. (13 и 16 звездных радиусов). Несмотря на крайнюю близость орбит, движение планет оказывается динамически устойчивым (в точке максимального сближения их разделяет расстояние, в 4.6 раз превышающее радиус сферы Хилла, при этом считается, что тесная пара планет оказывается устойчивой, если в точке максимального сближения их разделяет расстояние хотя бы в 3.5 радиусов сферы Хилла). Обе горячие планеты находятся вблизи орбитального резонанса 5:4, отклоняясь от него всего на 0.5%. 

Вторую компактную группу образуют планеты Kepler-90 d , Kepler-90 e и Kepler-90 f. Это три небольших нептуна с периодами 59.737, 91.939 и 124.914 земных суток (т.е. близких к резонансу 4:3:2), с радиусами 2.87, 2.66 и 2.88 радиусов Земли, удаленные от своей звезды на 0.32, 0.42 и 0.48 а.е. Движение этих планет оказывается устойчивым, если их масса не превышает ~1 массы Юпитера (что заведомо выполняется, если перед нами действительно нептуны). Температурный режим планеты Kepler-90 f примерно соответствует температурному режиму Меркурия, остальные два нептуна несколько горячее. 

Наконец, во внешней части системы находятся планеты-гиганты Kepler-90 g и Kepler-90 h. Их орбитальные периоды – 210.607 и 331.601 земных суток, уточненные радиусы – 8.1 и 11.3 радиусов Земли, расстояние от родительской звезды – 0.71 и 1.01 а.е. Обе планеты должны сильно возмущать движение друг друга, приводя к значительным вариациям времени наступления транзитов. Как оказалось, такие отклонения для планеты Kepler-90 g уже зафиксированы, причем величина отклонения составила 25.7 часов! Однако малое количество транзитных событий за время наблюдений (6 транзитов планеты Kepler-90 g и 3 транзита планеты Kepler-90 h) не позволило авторам статьи аккуратно восстановить степень их влияния друг на друга и определить массы TTV-методом. Однако движение обеих планет является динамически устойчивым, если их массы не превышают 5 масс Юпитера. 
Температурный режим самой внешней планеты примерно соответствует температурному режиму Венеры, второй гигант немного горячее (его температурный режим является промежуточным между температурными режимами Меркурия и Венеры). 

Резонно задать вопрос – а находятся ли все эти планеты в одной системе, и не является ли часть из них ложными кандидатами? Не имея возможности измерить массы планет системы Kepler-90, авторы статьи для каждой из 7 планет сравнили продолжительность транзита с орбитальным периодом и по 3-му закону Кеплера убедились, что все 7 планет вращаются вокруг одной звезды. 

---