Планета HAT-P-13 b не имеет ядра?

Наблюдения вторичного минимума горячего юпитера HAT-P-13 b на «Спитцере» помогли уточнить эксцентриситет орбиты этой планеты и второе число Лява, что, в свою очередь, позволило сделать выводы о ее внутреннем строении.

Владислава Ананьева

Планетная система HAT-P-13 была представлена в 2009 году. Она включает в себя транзитный горячий юпитер HAT-P-13 b массой 0.85 масс Юпитера и радиусом 1.28 радиусов Юпитера, вращающийся вокруг своей звезды с периодом ~2.9 земных суток и нагретый до 1626 ± 42К, и не транзитный коричневый карлик с минимальной массой 14.5 ± 1 масс Юпитера, находящийся на резко эксцентричной орбите (e ~ 0.66) и делающий один оборот за 446 земных суток. Орбита внутренней планеты HAT-P-13 b имеет небольшой, но достоверно отличный от нуля эксцентриситет, составляющий ~0.009.

Приливное взаимодействие двух тел в этой системе дает уникальную возможность определить внутреннюю структуру планеты HAT-P-13 b. Дело в том, что солидный возраст HAT-P-13, достигающий 5 млрд. лет, дает основания предположить, что приливные взаимодействия в этой системе достигли равновесия, все либрации затухли, и теперь темпы увеличения эксцентриситета внутренней планеты, обусловленные гравитационным взаимодействием с коричневым карликом, равны темпам рассеяния приливной энергии, уменьшающим этот эксцентриситет. А раз так, точное значение эксцентриситета HAT-P-13 b позволит вычислить второе число Лява (k₂), которое, в свою очередь, позволит оценить степень концентрации масс к центру этой планеты.

3 января 2017 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная наблюдениям космическим инфракрасным телескопом им. Спитцера вторичного минимума в системе HAT-P-13. Вторичным минимумом называется незначительное ослабление блеска системы, вызванное заходом планеты за звездный диск. Наблюдения проводились 9 мая и 8 июня 2010 года в лучах с длиной волны 3.6 и 4.5 мкм. Отклонение времени вторичного минимума от фазы 0.5 позволило измерить эксцентриситет орбиты HAT-P-13 b – он оказался равным 0.0093 ^+0.0044/_-0.0016. Удалось оценить и второе число Лява – оно оказалось равным 0.81 ± 0.10. Для сравнения, в моделях газовых гигантов с ядром из тяжелых элементов второе число Лява не превышает 0.379, а для однородной сферы эта величина равна 1.5. Иначе говоря, можно сделать вывод, что планета HAT-P-13 b или вовсе не имеет ядра, или его масса незначительна.

Интересно, что яркостная температура дневного полушария планеты, измеренная в разных каналах, оказалась несколько различной – 1732 ± 75К в лучах с длиной волны 3.6 мкм и 1573 ± 93К в лучах с длиной волны 4.5 мкм. Авторы призывают провести наблюдения вторичного минимума и на других волнах, что позволит разрешить данное противоречие.

Источник: https://arxiv.org/pdf/1701.00828.pdf