< Телескоп ART-XC для КА «СПЕКТР-РГ» прибыл в НПО им. Лавочкина

Новые транзитные горячие юпитеры WASP-53 b и WASP-81A b

В обеих системах кроме горячих юпитеров открыты не транзитные коричневые карлики на широких эксцентричных орбитах.

---

Владислава Ананьева

В настоящее время разрабатываются две основные гипотезы образования горячих юпитеров. Обе они исходят из того, что планеты-гиганты формируются за снеговой линией своих звезд, а затем мигрируют на свои текущие тесные орбиты, однако рассматривают разные механизмы миграции. Согласно первой гипотезе, будущие горячие юпитеры мигрируют к своей звезде за счет гравитационного взаимодействия с протопланетным диском, и происходит это очень быстро – в первые десятки миллионов лет эволюции планетной системы. Согласно второй гипотезе, планеты-гиганты сначала попадают на резко эксцентричные орбиты с низким перицентром благодаря планет-планетному рассеянию или взаимодействию с третьим массивным телом по механизму Козаи-Лидова. В дальнейшем эксцентричные орбиты скругляются приливными силами (и происходит это гораздо дольше – сотни миллионов и миллиарды лет).

Сначала обе гипотезы выступали в качестве конкурирующих, но теперь становится ясно, что они справедливы обе, и горячие юпитеры могут образовываться по обоим сценариям. 

14 декабря 2016 года в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная открытию двух транзитных горячих юпитеров WASP-53 b и WASP-81A b. Помимо самих планет в обеих системах было обнаружено по не транзитному коричневому карлику на эксцентричной орбите, возможно, и вызвавшему миграцию.

Самый успешный наземный транзитный обзор SuperWASP основан на фотометрических наблюдениях, проводимых двумя комплексами идентичных автоматических телескопов с апертурой 11 см. Каждый комплекс состоит из восьми телескопов; один из них расположен в Ла Пальма (Испания), второй – под Сатерлендом (ЮАР). После обнаружения транзитного кандидата каждая звезда проходила процедуру валидации, в дальнейшем массы планет измерялись методом лучевых скоростей с помощью спектрографов CORALIE и HARPS.

WASP-53 – оранжевый карлик спектрального класса K3 V, удаленный от нас на 235 ± 55 пк. Его масса оценивается в 0.84 ± 0.05 солнечных масс, радиус – в 0.80 ± 0.02 солнечных радиусов, светимость составляет 34.4 ± 2.3% солнечной. 

Масса горячего юпитера WASP-53 b достигает 2.13 ± 0.09 масс Юпитера, радиус – 1.07 ± 0.04 радиусов Юпитера, что приводит к средней плотности 2.29 ± 0.2 г/куб.см. Гигант вращается вокруг своей звезды по круговой орбите (эксцентриситет не превышает 0.03 с достоверностью 3 сигма) на расстоянии 0.0410 ± 0.0009 а.е. (11 звездных радиусов) и делает один оборот за 3.30984 земных суток. Эффективная температура планеты оценивается авторами открытия в 1053 ± 16К.

Авторы измерили во время транзита слабый эффект Мак-Лафлина и определили наклонение орбиты планеты к оси вращения звезды – оно оказалось равным -4 ± 12°. 

Измерения лучевой скорости звезды показали, что кроме WASP-53 b в этой системе находится еще одно тело на широкой орбите. Скорее всего, это коричневый карлик. За весь период наблюдений WASP-53 c еще не завершил полного оборота вокруг звезды, поэтому его параметры определены с большими погрешностями. Его минимальная масса (параметр m sin i) превышает 16 масс Юпитера, орбитальный период больше 2840 земных суток (~7.8 лет). Орбита резко эксцентричная – эксцентриситет оценивается в 0.837 ± 0.007. Авторы статьи надеются, что астрометрическая миссия «Гайя» сможет определить точную массу WASP-53 c и наклонение его орбиты, и тем самым полностью восстановит строение этой системы.

WASP-81A – солнцеподобная звезда спектрального класса G1 V, удаленная от нас на 410 ± 70 пк. Ее масса оценивается в 1.08 ± 0.06 солнечных масс, радиус – в 1.28 ± 0.04 солнечных радиусов, светимость на 76 ± 20% превосходит светимость Солнца. Звезда отличается пониженным содержанием тяжелых элементов – их в 2.3 раза меньше, чем в составе нашего дневного светила.

На расстоянии 4.33 угловых секунд от WASP-81A расположен звездный компаньон спектрального класса K – судя по низкой светимости, звезда заднего фона.

Вокруг звезды WASP-81A, как и вокруг WASP-53, вращаются два небесных тела.

WASP-81A b – горячий юпитер массой 0.73 ± 0.035 масс Юпитера и радиусом 1.43 ± 0.05 радиусов Юпитера, что дает среднюю плотность 0.33 ± 0.03 г/куб.см, типичную для планет этого класса. Этот «раздутый» гигант находится на близкой к круговой орбите (эксцентриситет с достоверностью 3 сигма не превышает 0.066) на расстоянии 0.0391 ± 0.0007 а.е. (6.56 звездных радиусов) от своей звезды, его орбитальный период равен 2.71648 земных суток. Эффективная температура планеты достигает 1623 ± 38К. 

Второе тело в этой системе – тяжелый коричневый карлик или маломассивная звезда WASP-81B. Его минимальная масса достигает 56.6 ± 2 масс Юпитера (0.054 ± 0.002 солнечных масс). Объект вращается вокруг главной звезды по эллиптической орбите с большой полуосью ~2.43 а.е. и эксцентриситетом 0.557 ± 0.004, и делает один оборот за 1297 ± 8 земных суток.

---