< XXXVIII «Королёвские чтения» начали свою работу

Kepler-412 b: транзитный горячий юпитер с низким альбедо

Группа европейских астрономов провела всестороннее изучение транзитного горячего юпитера Kepler-412 b (KOI-202 b), измерив его массу и среднюю плотность, альбедо, а также температуру дневного и ночного полушарий.

---

Владислава Ананьева

Транзитный кандидат у звезды KOI-202 (KIC 7877496) был представлен группой Кеплера еще 2 февраля 2011 года в числе других 1235 кандидатов. Кривая блеска звезды демонстрировала четкий транзитный сигнал глубиной около 1% и продолжительностью 2.1 часа, что говорило о возможном наличии рядом с ней транзитной планеты-гиганта. За проверку планетной природы этого кандидата взялась группа европейских астрономов под руководством M. Deleuil, работающая на 1.93-метровом телескопе обсерватории Верхнего Прованса с помощью спектрографа SOPHIE. Точность этого спектрографа заметно ниже точности «зубров» RV-метода – спектрографов HARPS и HIRES, но ее более чем хватает для измерения массы транзитных планет-гигантов. 
Одновременно с измерением массы планеты M. Deleuil с коллегами существенно уточнили свойства родительской звезды.

Kepler-412 (KOI-202) удалена от нас на 1056 ± 36 пк. Эта звезда немного массивнее и больше Солнца, при этом температура ее фотосферы близка к солнечной (спектральный класс – G3 V). Масса звезды оценивается в 1.17 ± 0.09 солнечных масс, радиус – в 1.29 ± 0.04 солнечных радиусов, возраст составляет 5.1 ± 1.7 млрд. лет. Kepler-412 отличается повышенным содержанием тяжелых элементов – их почти в 2 раза больше, чем в составе нашего дневного светила.

Сделав 6 замеров лучевой скорости звезды Kepler-412 с помощью спектрографа SOPHIE, европейские астрономы обнаружили ее колебания с амплитудой ~140 м/сек и периодом, соответствующим периоду транзитного кандидата. Таким образом, стало ясно, что транзитный кандидат у звезды KOI-202 – действительно планета с массой порядка массы Юпитера. 

Более точно масса планеты Kepler-412 b оценивается в 0.94 ± 0.085 масс Юпитера, радиус достигает 1.325 ± 0.043 радиусов Юпитера, что приводит к средней плотности 0.50 ± 0.05 г/куб.см, типичной для планет этого класса. Горячий гигант вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите на среднем расстоянии 0.0296 ± 0.0008 а.е. (~5 звездных радиусов) и делает один оборот за 1.72086 земных суток.

Сравнение параметров планеты Kepler-412 b с моделями внутреннего строения сильно нагретых планет-гигантов показало, что она содержит заметное количество тяжелых элементов. По мнению Deleuil и его коллег, масса ядра достигает 31 ± 11 масс Земли, или 11 ± 4% полной массы планеты.

Исключительная точность фотометрических данных, полученных Кеплером, позволила обнаружить на кривой блеска системы вторичный минимум (незначительное ослабление блеска системы в тот момент, когда планета заходит за звездный диск) глубиной около 400 ppm. Это позволило оценить яркостную температуру дневного полушария планеты Kepler-412 b – 2380 ± 40К, что очень близко к эффективной температуре (2336 ± 17К) в предположении нулевого альбедо и неэффективного переноса тепла на ночную сторону планеты. Альбедо планеты составляет всего 1.3 ^+1.7/_-1.3 %, если считать излучение дневного полушария чисто тепловым, и 9.4 ± 1.5% – если считать его полностью отраженным. Скорее всего, истина лежит где-то посередине, что в любом случае говорит о низком (на уровне нескольких процентов) альбедо этого горячего юпитера.

Неожиданно высокой оказалась температура ночного полушария планеты Kepler-412 b – 2154 ± 83К. По-видимому, нагрев атмосферы гиганта вызван не только светом близкой звезды, но и внутренними источниками энергии.

Источник: http://arxiv.org/pdf/1401.6811.pdf

---