< Автоматическую станцию для исследований Марса InSight запустили с базы в Калифорнии

У близкого красного карлика обнаружена вторая планета и подтверждена первая

Методом измерения лучевых скоростей открыт субсатурн или тяжелый нептун у близкого (3.57 пк) красного карлика Gliese 15A. Орбитальный период новой планеты достигает 21 года – это самая долгопериодическая планета с массой, меньшей массы Сатурна, из известных на данный момент.

---

Владислава Ананьева

Большинство планет малой массы (нептунов и суперземель) входит в состав многопланетных систем. Поэтому обнаружив рядом со звездой маломассивную планету, имеет смысл продолжить наблюдения – очень велика вероятность, что в этой системе удастся найти и другие планеты. Именно это произошло с красным карликом Gliese 15A, рядом с которым в 2014 году была открыта суперземля Gliese 15A b с минимальной массой ~5.3 масс Земли и орбитальным периодом 11.44 земных суток.

Маломассивные планеты, чья масса составляет всего несколько масс Земли – трудная цель даже для лучших современных спектрографов. Колебания, которые они наводят на свою звезду, имеют амплитуду всего в 1-3 м/с, что сравнимо с погрешностью единичного измерения. Чтобы выделить из шумов полезный сигнал, необходимо набирать большую статистику, и даже в этом случае параметры планет определяются ненадежно, и часто само их существование ставится под сомнение.

Так, обзор CARMENES в недавней статье не обнаружил в своих данных планету Gliese 15A b (точнее, соответствующий RV-сигнал оказался ослабевающим со временем). Означает ли это, что перед нами – очередной ложнопозитив, вызванный собственной активностью звезды? Нет, не означает, заявили исследователи из Женевской группы. Они не только подтвердили существование Gliese 15A b, но и обнаружили в этой системе еще одну долгопериодическую планету.

Чтобы уточнить параметры системы, исследователи объединили замеры лучевой скорости звезды Gliese 15A, полученные за последние 20 лет, в том числе 115 высокоточных замеров, проведенных спектрографом HARPS-N в период с 27 августа 2012 года по 18 января 2017 года. Кроме своих данных, европейские астрономы воспользовались 169-ю замерами, полученными спектрографом HIRES в период с 13 января 1997 года по 11 декабря 2014 года. В своей статье, опубликованной 11 апреля 2018 года в Архиве электронных препринтов, они показали устойчивость двухпланетного решения для системы Gliese 15A – по мере добавления все новых и новых данных параметры системы достигли определенных значений и далее уже не менялись.

Итак, какой же предстает перед нами система Gliese 15?

Gliese 15 представляет собой широкую звездную пару из двух красных карликов спектрального класса M1 V (Gliese 15A) и M3.5 V (Gliese 15B). Компоненты вращаются вокруг общего центра масс по эллиптической орбите с большой полуосью 93 ⁺⁴²/_-6 а.е. и эксцентриситетом 0.53 ^+0.23/_-0.28, и делают один оборот за 1230 ⁺⁹³⁰/_-110 земных лет.

Вокруг более массивного и яркого карлика Gliese 15A вращаются две планеты – суперземля Gliese 15A b и субсатурн (или тяжелый нептун) Gliese 15A c. Орбитальный период суперземли практически не изменился с момента открытия и составляет теперь 11.4407 ± 0.0017 земных суток, а вот минимальная масса «уменьшилась» с 5.3 до 3.03 ± 0.46 масс Земли. Орбита внутренней планеты мало отличается от круговой: формально ее эксцентриситет равен 0.094 ^+0.091/_-0.065, но совместим и с нулем. Температурный режим Gliese 15A b является промежуточным между температурными режимами Меркурия и Венеры.

Параметры внешней планеты Gliese 15A c известны хуже, потому что за время наблюдений она еще не завершила полный оборот вокруг родительской звезды. Минимальная масса этой планеты оценивается в 36 ⁺²⁵/_-18 масс Земли, орбитальный период достигает 7600 ⁺²²⁰⁰/_-1700 земных суток (около 21 года). Температурный режим внешней планеты грубо соответствует температурному режиму Нептуна. 

Внешняя планета из-за своей широкой орбиты должна испытывать сильное влияние второго компаньона – звезды Gliese 15B. Для определенных диапазонов взаимных наклонений орбит эффект Козаи-Лидова приводит к неустойчивости орбиты внешней планеты – «запрещенными» оказываются орбиты, в которых плоскость орбиты Gliese 15A c оказывается наклоненной к плоскости орбиты звездного компаньона на 15-30° и около 0°. Напротив, орбиты с наклонением 75-90° оказываются устойчивыми в широком диапазоне эксцентриситета внешней планеты.

Авторы статьи возлагают большие надежды на наблюдения этой системы астрометрической миссией «Гайя». Хотя за период работы «Гайи» планета Gliese 15A c совершит только 20-25% одного оборота вокруг родительской звезды, ожидаемые данные позволят наложить сильные ограничения на наклонение ее орбиты.

Источник: https://arxiv.org/pdf/1804.03476.pdf

---