HD 180617 b: нептун в обитаемой зоне

У близкого красного карлика методом измерения лучевых скоростей обнаружена планета с минимальной массой 12.2 масс Земли, чья орбита частично пролегает в обитаемой зоне.

Владислава Ананьева

Близкие и сравнительно яркие красные карлики – привлекательная цель для поиска рядом с ними небольших планет, в том числе в обитаемой зоне. Из-за низкой светимости красных карликов их обитаемая зона расположена сравнительно близко к звезде, а из-за малой массы звезды ее отклик на гравитационное влияние собственных планет оказывается сильнее и заметнее, чем отклик солнцеподобных звезд. Однако максимум излучения красных карликов лежит в инфракрасном диапазоне, поэтому обычные оптические спектрографы (такие, как HIRES, HARPS или FEROS) не слишком удобны для точного измерения лучевых скоростей звезд этого типа.

С января 2016 года специально для поиска планет у красных карликов используется спектрограф CARMENES, установленный на 3.5-метровом телескопе обсерватории Калар-Альто (Испания). Спектральный диапазон спектрографа охватывает широкую полосу от 520 до 1710 нм (от сине-зеленых до инфракрасных лучей). Точность измерения лучевых скоростей достигает 1-2 м/с, что позволяет обзору CARMENES обнаруживать планеты небольших масс (нептуны и суперземли).

6 августа 2018 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию планеты у близкого красного карлика HD 180617. Кроме собственных замеров лучевой скорости этой звезды, полученных на CARMENES, авторы воспользовались замерами, сделанными на HIRES и HARPS. Всего для анализа было использовано 421 измерение, охватывающее период в 6037 суток (~16.5 лет).

HD 180617 (Wolf 1055, GJ 752A, HIP 94761) – красный карлик спектрального класса M2.5 V, удаленный от нас на 5.912 ± 0.018 пк. Его масса оценивается в 0.45 ± 0.04 солнечных масс, радиус – в 0.453 ± 0.019 солнечных радиусов, светимость составляет 3.26 ± 0.04% от светимости Солнца. Медленное вращение и низкая активность звезды говорит о ее зрелом возрасте, превышающем возраст Солнца.

На расстоянии 75.2 ± 0.2 угловых секунд от HD 180617 (в 444.6 ± 1.3 а.е. в проекции на небесную сферу) расположен звездный компаньон vB 10 спектрального класса M8 V. Звезды обладают общим собственным движением и составляют широкую пару, завершающую один оборот вокруг общего центра масс примерно за 10 тыс. лет.

Богатый набор данных позволил выделить слабый, но устойчивый RV-сигнал с полуамплитудой ~2.85 м/с, никак не связанный со звездной активностью. Авторы пришли к выводу, что он обусловлен влиянием планеты с минимальной массой (параметром m sin i) 12.2 ^+1.0/_-1.4 масс Земли и орбитальным периодом 105.9 ± 0.1 земных суток. Планета вращается вокруг своей звезды по слабоэллиптической орбите с большой полуосью 0.336 ± 0.01 а.е. и эксцентриситетом 0.16 ^+0.05/_-0.10, ее температурный режим меняется от температурного режима Марса до температурного режима внутренней части Главного пояса астероидов.

Авторы отмечают, что хотя небольших горячих планет у красных карликов известно уже довольно много, маломассивных планет с орбитальными периодами свыше 100 земных суток известно всего несколько. С увеличением времени наблюдений постепенно «проявляются» и внешние части планетных систем. 

Источник: https://arxiv.org/pdf/1808.01183.pdf