CARMENES открывает одну планету и закрывает другую

Методом лучевых скоростей обнаружен легкий аналог Юпитера у красного карлика TYC 2187-512-1, подтверждена эксцентричная планета-гигант у близкого красного карлика TZ Ari (GJ 9066) и закрыта еще одна планета в этой системе. Общая распространенность планет-гигантов с периодами до двух лет у красных карликов оценивается в 2-6%.

Владислава Ананьева

Свойства планетных систем зависят от свойств родительских звезд. В частности, распространенность планет-гигантов растет с ростом массы звезды вплоть до ~2 солнечных масс, а затем резко уменьшается. У звезд красных карликов с массами меньше 0.6 солнечных газовые гиганты редки, но все же иногда встречаются, причем, как правило, это легкие газовые гиганты, сравнимые по массе с Сатурном.

31 марта в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию двух легких газовых гигантов у красных карликов TYC 2187-512-1 и TZ Ari. Одна из планет представляется впервые, вторая уже была независимо открыта другим научным коллективом, и авторы существенно уточняют ее свойства. Наличие еще одной планеты в той же системе не подтвердилось. Обе планеты были открыты методом лучевых скоростей с помощью спектрографа CARMENES в рамках программы поисков планет у 387 красных карликов в окрестностях Солнца.

TYC 2187-512-1 – красный карлик спектрального класса M1 V, удаленный от нас на 15.485 ± 0.005 пк. Его масса оценивается в 0.50 ± 0.02 солнечных масс, радиус – в 0.495 ± 0.014 солнечных радиусов, светимость в 24 раза меньше солнечной. Звезда проявляет умеренную хромосферную активность, которую пришлось учитывать при определении свойств планеты, ее возраст превышает 2.5 млрд. лет.

Проективная (минимальная, m sin i) масса планеты TYC 2187-512-1 b составляет 0.33 ± 0.02 масс Юпитера. Гигант вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите на среднем расстоянии 1.22 ± 0.02 а.е. и делает один оборот за 692 ± 9 суток. Температурный режим планеты приблизительно соответствует температурному режиму Юпитера. 

Красный карлик TZ Ari (GJ 9066) интересен тем, что находится очень близко от нас – на расстоянии всего 4.470 ± 0.001 пк, это одна из ближайших к Солнцу звезд. Его спектральный класс – M5 V, масса оценивается в 0.15 ± 0.01 солнечных масс, радиус – 0.164 ± 0.005 солнечных радиусов, светимость в 394 раза меньше солнечной. Звезда быстро вращается (один оборот за 1.96 ± 0.02 суток), однако заметного уширения линий в ее спектре нет, откуда авторы делают вывод, что мы наблюдаем эту звезду примерно со стороны полюса. TZ Ari проявляет заметную активность, которая вызывает колебания лучевой скорости и которую тоже приходится учитывать при определении свойств ее планет.

В августе 2020 года у TZ Ari были представлены две планеты с орбитальными периодами 241.9 ± 1.8 и 767.9 ± 7.5 суток и проективными массами 30.9 ± 6.4 и 71.6 ± 10.3 масс Земли, соответственно. Обе планеты были открыты методом лучевых скоростей с помощью спектрографов APF, HARPS, HIRES, PFS и SOPHIE. Авторы прибавили к этим архивным данным 93 замера лучевой скорости, полученных визуальным каналом спектрометра CARMENES. Они подтвердили наличие внешней планеты и существенно уточнили ее орбитальный период (теперь это 771.4 ± 1.3 суток) и эксцентриситет орбиты, который оказался неожиданно большим – 0.46 ± 0.04. А вот существование внутренней планеты теперь под большим вопросом – данные, полученные авторами, ее не подтверждают. Полуамплитуда колебаний лучевой скорости с периодом 241.9 суток оказалась равной 0.95 ± 1.05 м/с, т.е. совместима с нулем.

Проективная масса планеты TZ Ari b оценивается в 0.21 ± 0.02 масс Юпитера, однако если ее орбита мало наклонена к экватору звезды, истинная масса окажется гораздо больше проективной и превысит 0.45 масс Юпитера. Температурный режим планеты меняется от температурного режима Сатурна до промежуточного между температурными режимами Урана и Нептуна, ее эффективную температуру грубо оценили в 65 К. Исследователи надеются, что астрометрические данные о TZ Ari, полученные «Гайей», позволят определить трехмерную ориентацию орбиты планеты и ее истинную массу.

В целом авторы оценили распространенность газовых гигантов с орбитальными периодами до 2 лет у красных карликов в 2-6%, что в несколько раз меньше, чем их распространенность у солнцеподобных звезд.

Источник: https://arxiv.org/pdf/2203.16504.pdf