Владислава Ананьева

Одним из неожиданных открытий Кеплера в свое время стало обнаружение многочисленных компактных многопланетных систем, в которых 5-6 планет оказывались плотно упакованными глубоко внутри орбиты Меркурия. По сравнению с такими системами внутренняя часть Солнечной системы выглядит пустынной. Многие из планет в подобных системах оказываются связанными орбитальными резонансами низких порядков, т.е. их орбитальные периоды относятся друг к другу как простые целые числа (1:2, 3:2, 1:3 и т.д.)
Одной из таких систем стала 5-планетная система Kepler-238 (KOI-834, KIC 5436502).

Kepler-238 была представлена группой Кеплера в феврале 2014 года в числе других 340 систем, планетная природа транзитных кандидатов в которых была подтверждена статистическими методами. Кроме того, эту систему анализировал Се Цзивэй методом тайминга транзитов. Она является прекрасным примером компактной системы, содержащей планеты самых разных размеров и типов.

Звезда Kepler-238 по своей температуре напоминает Солнце, но по размерам несколько больше него (ее радиус оценивается в 1.43 ± 0.26 солнечных радиусов). Возможно, она недавно сошла с главной последовательности и начала эволюционировать в сторону превращения в красный гигант. Масса звезды примерно на 6% превышает солнечную. Кроме того, Kepler-238 отличается повышенным содержанием тяжелых элементов – их примерно в 2 раза больше, чем в составе нашего дневного светила. Расстояние до звезды не сообщается, но исходя из ее светимости и видимой звездной величины (+15.084), его можно оценить в ~1600 пк.

Кривая блеска Kepler-238 демонстрирует 5 транзитных сигналов с периодами 2.09, 6.15, 13.23, 23.65 и 50.44 земных суток и глубиной, соответствующей планетам радиусом 1.73 ± 0.4, 2.39 ± 0.45, 3.07 ± 0.57, 8.26 ± 1.53 и 2.76 ± 0.52 радиусов Земли (от внутренней планеты к внешней). 
Внутренняя планета Kepler-238 b удалена от своей звезды всего на 0.034 а.е. и раскалена до 1327К (в предположении альбедо, равного 0.3, и эффективного переноса тепла на ночную сторону); скорее всего, она является планетой земного типа, т.е. состоит преимущественно из железа и скальных пород. 
Вторая планета Kepler-238 c удалена от звезды на 0.069 а.е. и нагрета до 931К, судя по размерам, она уже содержит заметную долю летучих. 
Третья планета Kepler-238 d также является мини-нептуном – она вращается на расстоянии 0.115 а.е. и нагрета до 722К. 
Четвертая планета Kepler-238 e, в отличии от первых трех, является планетой-гигантом (судя по размерам, чем-то вроде Сатурна). Она удалена от родительской звезды на 0.16 а.е., ее эффективная температура оценивается в 593К. 
Наконец, пятая планета Kepler-238 f – тоже мини-нептун, удаленный от звезды на 0.265 а.е. Сравните с Солнечной системой, в которой внутренняя планета Меркурий вращается на среднем расстоянии 0.387 а.е. от Солнца!

Две внешние планеты e и f близки к орбитальному резонансу 2:1 и влияют друг на друга достаточно сильно, чтобы их массы можно было бы оценить методом тайминга транзитов. К сожалению, поскольку эксцентриситеты орбит обеих планет не известны, можно получить только верхние пределы на их массы. Верхний предел на массу «сатурна» Kepler-238 e составляет 188.5 масс Земли, верхний предел на массу внешней планеты Kepler-238 f – 5.53 масс Юпитера. Реальная масса этой планеты, конечно, гораздо меньше.

Почти наверняка в системе Kepler-238 есть и другие, не транзитные планеты. Наиболее массивные из них могут быть открыты в будущем методом измерения лучевых скоростей.

Источники: http://arxiv.org/pdf/1309.2329v3.pdf
http://arxiv.org/pdf/1402.6534v1.pdf