< "Роскосмос" выделил 318 миллионов рублей на первую миссию на Венеру

Открыта третья планета в системе Kepler-129

Методом лучевых скоростей открыта не транзитная планета-гигант в системе Kepler-129, где уже были известны два транзитных мини-нептуна. Проективная масса гиганта достигает ~8.3 масс Юпитера, орбитальный период – 7.2 года. Орбиты внутренних планет на ~38° наклонены к звездному экватору, что говорит о том, что эта система является «динамически горячей».

---

Владислава Ананьева

В Солнечной системе орбиты планет мало наклонены к экватору Солнца и друг к другу, разница наклонений составляет всего несколько градусов. Причина такой регулярности была найдена еще Кантом и Лапласом в 18 веке – Солнце и Солнечная система образовались в едином процессе из протосолнечной туманности, в процессе сжатия принявшей форму протопланетного диска. Большинство планетных систем устроено аналогично – орбиты планет в них мало наклонены друг к другу и к звездному экватору. Однако было обнаружено и много «динамически горячих» систем, где планеты или находятся на резко наклоненных, полярных и даже ретроградных орбитах, или имеют большие взаимные наклонения орбит. 

Обычно наклонение орбиты измеряют во время транзита планеты по диску звезды через наблюдение эффекта Мак-Лафлина. Амплитуда эффекта пропорциональна квадрату радиуса планеты, поэтому такие измерения легче проводить для планет-гигантов (горячих юпитеров). Измерять наклонения орбит небольших планет (мини-нептунов и суперземель) несравненно сложнее. Еще один способ оценить наклонение орбит транзитных планет дает астросейсмология, позволяющая определить наклон оси вращения звезды к лучу зрения. Поскольку анализ кривой блеска звезды во время транзита позволяет определить и наклонение орбиты к лучу зрения, знание этих двух углов позволяет вычислить их разницу.

7 мая 2021 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная обнаружению третьей планеты в системе Kepler-129. Система Kepler-129 была представлена в 2014 году и включает два транзитных мини-нептуна с радиусами 2.40 ± 0.04 и 2.52 ± 0.07 радиусов Земли и орбитальными периодами 15.79 и 82.2 суток, соответственно. Чтобы измерить массу мини-нептунов, с 2014 по 2021 год было получено 24 замера лучевой скорости Kepler-129 с помощью спектрографа HIRES. Однако лучевая скорость звезды описала долгопериодическое колебание с полуамплитудой 106 ± 14 м/с и периодом 7.2 ± 0.4 года, вызванное массивной планетой на широкой орбите. Проективная (минимальная, m sin i) масса планеты Kepler-129 d достигает 8.3 ^+1.1/_-0.7 масс Юпитера – это значит, что, если наклонение ее орбиты окажется меньше 40-47°, истинная масса превысит 13 масс Юпитера, и планета окажется коричневым карликом. Гигант вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 4.0 ± 0.1 а.е. и эксцентриситетом 0.15 ± 0.07, ее температурный режим соответствует Главному поясу астероидов.

Массу внутренней планеты Kepler-129 b определить не удалось, на нее был наложен верхний предел в 20 масс Земли. Масса планеты Kepler-129 c оказалась равной 43 ± 13 масс Земли, что приводит к средней плотности 14.8 ± 4.3 г/куб.см, неправдоподобно большой для планеты с радиусом ~2.5 радиусов Земли. Надо сказать, полученные авторами замеры лучевой скорости ложатся на фазовую кривую планеты c плохо, с большим разбросом. Можно предположить, что на движение звезды влияют еще не открытые планеты в этой системе, для выявления которых недостаточно данных. Скорее всего, в дальнейшем, с получением дополнительных замеров лучевой скорости Kepler-129, удастся разделить влияние еще не открытых планет и планеты c, и оценки массы последней станут более убедительными.

«Кеплер» наблюдал звезду Kepler-129 в т.н. короткой моде (фотометрические замеры каждые 59 секунд). Это позволило зарегистрировать колебания ее фотосферы и определить наклон оси вращения к лучу зрения – 52 ⁺¹⁰/_-13°. Это означает, что орбиты внутренних планет наклонены к экватору звезды на ~38°. Возможно, такой значительный наклон вызван взаимодействием с внешним массивным гигантом Kepler-129 d в случае, если его орбита также наклонена. В целом система Kepler-129 производит впечатление «взболтанной», динамически горячей.

Источник: https://arxiv.org/pdf/2105.03446.pdf

---