HD 26965 b: легкий нептун у звезды, видимой невооруженным глазом

Методом измерения лучевых скоростей у близкого и яркого оранжевого карлика HD 26965 обнаружена планета с минимальной массой ~8.5 масс Земли и орбитальным периодом 42.4 земных суток.

Владислава Ананьева

Данные, полученные космическим телескопом им. Кеплера и наземными наблюдательными программами, ведущими поиск экзопланет методом измерения лучевых скоростей, показали широчайшую распространенность планет с массами в несколько масс Земли и радиусами 2-3 радиуса Земли (суперземель и мини-нептунов). Многие планеты этого типа вращаются вокруг своих звезд по тесным орбитам гораздо ближе орбиты Меркурия, некоторые из них входят в состав компактных плотно упакованных планетных систем. Однако оценки распространенности суперземель и мини-нептунов с орбитальными периодами короче 300 земных суток у разных авторов сильно разнятся – от 23% до 50% в пересчете на одну FGK-звезду.

20 июля 2018 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию мини-нептуна у яркого оранжевого карлика HD 26965. Планета была обнаружена методом лучевых скоростей в рамках обзора Dharma Planet Survey (DPS), основанном на наблюдениях высокоточного спектрографа TOU, установленного на 2-метровом автоматическом телескопе обсерватории Файрборн. В рамках обзора ведутся регулярные измерения лучевых скоростей 150 близких и ярких (ближе 50 пк) FGKM-звезд. Итоговой целью обзора является обнаружение потенциально обитаемых суперземель у близких звезд, подходящих для дальнейшего изучения космическими телескопами нового поколения, такими, как JWST или WFIRST-AFTA.

Наблюдательная стратегия в рамках DPS унифицирована для всех целевых звезд. Сначала выбранная звезда наблюдается в течение 30 ночей подряд для обнаружения короткопериодических планет, затем – еще 70 раз на протяжении 420 суток. Единая наблюдательная стратегия позволяет получать однородные ряды наблюдений, что незаменимо для получения точных оценок распространенности планет малых масс.

HD 26965 (GJ 166A, HR 1325, HIP 19849) – оранжевый карлик спектрального класса K0 V, удаленный от нас на 4.985 ± 0.001 пк. Его масса оценивается в 0.78 ± 0.08 солнечных масс, радиус – в 0.812 ± 0.017 солнечных радиусов, светимость составляет 39% солнечной. Звезда отличается пониженным содержанием тяжелых элементов – их в 2.6 раза меньше, чем в составе Солнца, – и зрелым возрастом, оценивающемся в 6.9 ± 4.7 млрд. лет.

Лучевая скорость звезды демонстрирует когерентные колебания с периодом 42.38 ± 0.01 земных суток и полуамплитудой 1.81 ± 0.1 м/с, соответствующей планете с минимальной массой (параметром m sin i) 8.47 ± 0.47 масс Земли. Период близок к периоду вращения звезды вокруг своей оси, так что исследователям пришлось провести тщательный анализ фотометрических и спектроскопических данных, чтобы исключить влияние звездной активности. Анализ показал, что достоверность RV-сигнала растет по мере накопления (т.е. по мере роста количества замеров лучевой скорости), а его полуамплитуда не меняется. При этом пики, вызванные слабой звездной активностью, меняются по мере изменения фазы магнитного цикла HD 26965, и ни один из них точно не совпадает с периодом 42.38 земных суток. Все это привело исследователей к выводу, что RV-сигнал с периодом 42.38 суток вызван именно планетой, а не тем или иным проявлением звездной активности.

Планета с массой выше 8.5 масс Земли является, скорее всего, нептуном или мини-нептуном. Она вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите (эксцентриситет ~0.04) на среднем расстоянии ~0.219 а.е. и имеет температурный режим Меркурия. 

Геометрическая вероятность транзитной конфигурации для планеты HD 26965 b составляет 1.73%, глубина транзита ожидается на уровне 0.08%. Фотометрические замеры звезды HD 26965, полученные к настоящему моменту, слишком малочисленны и недостаточно точны, чтобы зафиксировать или исключить такой мелкий транзит. Однако его легко сможет зафиксировать миссия TESS (конечно, если ученым повезло и планета проходит по диску своей звезды).

Источник: https://arxiv.org/pdf/1807.07098.pdf