Главная | О сайте | Задачи | Проекты | Результаты | Диверсификация | Новости | Вопросы | История | Информация | Ссылки
Секция Совета РАН по космосу
Владислава Ананьева
Наклон орбиты планеты к оси вращения звезды является важным параметром планетной системы, характеризующим ее динамическую эволюцию. Как правило, протопланетный диск мало наклонен к звездному экватору, и в невозмущенной планетной системе планеты вращаются по круговым орбитам, мало наклоненным к экватору звезды и друг к другу. Однако то или иное возмущение (взаимодействие протопланетного диска с близкой звездой, планет-планетное рассеяние, взаимодействие с удаленным компаньоном по механизму Козаи-Лидова и др.) способно перевести планеты на резко наклоненные, полярные и даже ретроградные орбиты.
Измерение наклона орбит транзитных планет проводят путем измерения эффекта Росситера-Мак-Лафлина. Звезда вращается вокруг своей оси, и когда транзитная планета вступает на ее диск, она задерживает часть света, испущенного приближающимся к нам из-за осевого вращения или удаляющимся полушарием. Это приводит к характерному изменению усредненной лучевой скорости звезды во время транзита планеты. Амплитуда эффекта Росситера-Мак-Лафлина пропорциональна квадрату радиуса планеты (т.е. площади черного кружка, вырезаемого планетой из звездного диска), поэтому чем меньше планета, тем труднее измерить наклонение ее орбиты. До недавнего времени удавалось измерить наклонение орбит преимущественно планет-гигантов (горячих юпитеров).
28 октября 2021 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная измерению наклонений орбит двух небольших транзитных планет у звезды HD 3167. Двухпланетная система HD 3167 была представлена в 2016 году, ее обнаружил «Кеплер» в рамках расширенной миссии K2. Спустя год сразу два научных коллектива независимо друг от друга измерили массы обеих транзитных планет методом лучевых скоростей. Внутренняя планета b при радиусе 1.70 ± 0.18 радиусов Земли имеет массу 5.02 ± 0.38 масс Земли и орбитальный период 0.95966 суток (23 часа 2 минуты), а внешняя планета c – массу 9.8 ± 1.3 масс Земли, радиус 3.0 ± 0.4 радиусов Земли и орбитальный период 29.84645 суток.
Авторы исследования измерили эффект Росситера-Мак-Лафлина во время транзита планеты b с помощью спектрографа ESPRESSO, и во время транзита планеты c – с помощью спектрографа HARPS-N. Чтобы выявить слабое влияние на спектр звезды маленьких планет, они разработали и применили новый метод, который назвали RM effect Revolutions method (RMR). Для проверки надежности нового метода они сравнили результат, полученный с его помощью, с классическим измерением эффекта Росситера-Мак-Лафлина во время транзита более крупной планеты c.
В результате оказалось, что проекция на небесную сферу угла между нормалью к плоскости орбиты планеты b и осью вращения звезды лямбда составляет -6.6 +6.6/-7.9°, а аналогичная величина для планеты c – -108.9 ± 5.5°. Определив с помощью известного периода вращения звезды и видимой скорости вращения на экваторе наклон оси вращения к лучу зрения в 111.6 ± 3.3°, исследователи смогли вычислить и истинный (пространственный) угол наклона орбит для обеих планет – 29.5 +7.2/-9.4° для планеты b и 107.7 ± 5° для планеты c. Взаимное наклонение орбит двух планет оказалось равным 102.3 ± 8°!
В системе HD 3167 есть и третья, не транзитная планета HD 3167 d с орбитальным периодом 8.509 суток. Ее наклонение неизвестно, но анализ динамической устойчивости системы показал, что орбиты планет c и d наклонены друг к другу на 2.3-21°, т.е. планета d также находится на полярной орбите.
Теоретикам еще предстоит найти объяснение такой необычной архитектуры системы HD 3167.
Источник: https://arxiv.org/pdf/2110.14214.pdf
Магнетарами называются нейтронные звезды, (см. Звезды, нейтронные) обладающие мощнейшим магнитным полем... [далее]
Сайт разработан и поддерживается лабораторией 801 Института космических исследований Российской академии наук.
Подбор материалов - Н.Санько
Полное или частичное использование размещённых на сайте материалов
возможно только с обязательной ссылкой на сайт Секция Солнечная система Совета РАН по космосу.