Что нам известно об этой суперземле? Ее радиус равен 1.71 ^+0.34/_-0.23 радиуса Земли. Она вращается вокруг своей звезды по слабоэллиптичной орбите с большой полуосью 0.64 ^+0.15/_-0.11 а.е и эксцентриситетом 0.14 ^+0.18/_-0.10. Как мы видим, погрешности в определении всех величин, характеризующих Kepler-69 c, все еще очень велики. Точность определения ее температурного режима также оставляет желать лучшего. При радиусе эффективной земной орбиты, близком к 0.9 а.е., величина a/R_эф (где a – большая полуось орбиты планеты), попадает в диапазон 0.52-0.8, то есть температурный режим этой планеты грубо соответствует температурному режиму Венеры. 

Авторы открытия попробовали оценить зависимость эффективной температуры Kepler-69 c от ее альбедо. 

Как мы видим, при высоком альбедо (~0.6-0.7) эффективная температура планеты может быть близкой к эффективной температуре Земли. Однако плотная протяженная атмосфера (практически неизбежная при радиусе 1.7 земных) все-таки больше роднит Kepler-69 c не с Землей, а с Венерой. Почти наверняка атмосфера этой суперземли содержит большое количество водяного пара, приводящего к сильному парниковому эффекту, что резко уменьшает шансы Kepler-69 c даже на потенциальную обитаемость. Поскольку ее массу (а значит, и среднюю плотность) пока определить не удалось, Kepler-69 c может оказаться как планетой земного типа, так и океанидой, и даже мини-нептуном с протяженной водородной атмосферой (если ее физические размеры окажутся ближе к верхней границе диапазона, даваемого погрешностями измерений). 

Еще две суперземли в обитаемой зоне были обнаружены у звезды Kepler-62 (KOI-701) – оранжевого карлика спектрального класса K2 V. Эта звезда дает приют замечательной пятипланетной системе, включающей в себя три планеты радиусами 1.31, 0.54(!) и 1.95 радиусов Земли на тесных орбитах, нагретые до 750 ± 41, 578 ± 31 и 510 ± 28К (т.е. все три – горячее Меркурия), а также две суперземли Kepler-62 e и Kepler-62 f, о которых дальше и пойдет речь.

Kepler-62 – зрелая звезда главной последовательности немного меньше и прохладнее Солнца. Ее масса оценивается в 0.69 ± 0.02 солнечных масс, радиус – в 0.64 ± 0.02 солнечных радиусов, светимость близка к 0.21 ± 0.2 солнечных. Звезда отличается пониженным содержанием тяжелых элементов – их в 2.3 раза меньше, чем в составе нашего дневного светила. Возраст Kepler-62 оценивается в 7 ± 4 млрд. лет.

Четвертая планета этой системы имеет радиус 1.61 ± 0.05 земных и орбитальный период 122.4 земных суток. В отличие от Kepler-69 c, она вращается довольно близко к эффективной земной орбите – большая полуось орбиты Kepler-62 e составляет 0.427 ± 0.004 а.е. (a/Rэф ~ 0.93). Ее эффективная температура оценивается авторами открытия в 270 ± 15К! Однако соображения, применимые к Kepler-69 c, в полной мере относятся и к Kepler-62 e: протяженная плотная атмосфера, богатая водяным паром, наверняка создает сильный парниковый эффект и приводит к высокой температуре поверхности.

В этом смысле более перспективной выглядит пятая планета этой же системы – Kepler-62 f. Формально ее температурный режим близок к температурному режиму Марса. Радиус планеты f составляет 1.41 ± 0.07 радиусов Земли, орбитальный период – 267.29 земных суток. Эффективная температура планеты оценивается в 208 ± 11К. Однако компьютерное моделирование показало, что для существования на поверхности планеты жидкой воды достаточно атмосферы из углекислого газа с парциальным давлением от 1.6 до 5 атмосфер (в зависимости от альбедо планеты).

В случае преимущественно водного состава масса планеты Kepler-62 e составляет 2-4 массы Земли, а масса планеты Kepler-62 f – 1.1-2.6 масс Земли (первая цифра соответствует составу 75% воды и 25% силикатов, вторая – 15% воды и 85% силикатов). Глубина глобального океана на обеих планетах оценивается в 80-150 км, ниже вода переходит в форму льда VI. Кроме углекислого газа в атмосфере может присутствовать водяной пар, азот и кислород (последний – при наличии жизни), а также следы метана и инертных газов. 

Возможно ли измерить массы планет в системе Kepler-62 и определить таким образом их среднюю плотность и химический состав? 

Измерение лучевых скоростей звезды Kepler-62 было проведено на обсерватории им. Кека с помощью спектрографа HIRES. Также была предпринята попытка измерить массы планет этой системы методом тайминга транзитов. Однако оба метода не дали результатов: астрономы смогли получить только верхние пределы на массы всех пяти планет. Эти верхние пределы равны, соответственно (от внутренней планеты к внешней) 9, 4, 14, 36 и 35 масс Земли. Реальные массы планет могут быть на порядок ниже.

К счастью, звезда Kepler-62 включена в список целей высокоточного спектрографа Северный HARPS. Имея долговременную точность измерения лучевой скорости в 0.5 м/сек и рабочую точность 0.2 м/сек, этот спектрограф сможет оценить массу четырех из пяти планет этой системы (или, как минимум, получить существенные ограничения на их состав).

Источники: http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/news/kepler-62-kepler-69.html
http://arxiv.org/pdf/1304.4941v1.pdf
http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1304/1304.5058.pdf
http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/multimedia/images/kepler-69-diagram.html
http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/multimedia/images/kepler-62-diagram.html