< «Хаббл» возобновил научные наблюдения

Измерены масса и эксцентриситет орбиты мини-нептуна Wolf 503 b

При радиусе 2.04 радиуса Земли масса планеты оценивается в ~6.3 масс Земли, эксцентриситет орбиты достигает 0.41 ± 0.05.

---

Владислава Ананьева

По данным «Кеплера», большинство планет в Галактике являются суперземлями и мини-нептунами. Границу между этими типами маркирует зазор Фултона – примерно 2-кратный дефицит планет с радиусами 1.6-1.9 радиусов Земли. Если планеты с радиусами меньше 1.5 радиусов Земли, как правило, являются железокаменными подобно Земле и Венере, планеты с радиусами больше 2 радиусов Земли значительно обогащены летучими веществами – водяным льдом и/или водородом и гелием. Однако строгой зависимости массы от радиуса нет, так что планеты одинакового радиуса в зависимости от своего химического состава могут отличаться по массе в несколько раз. Поэтому исследователи стремятся определить и радиус планеты, и ее массу, а значит измерять массы как можно большего количество транзитных экзопланет.

20 июля 2021 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная измерению массы мини-нептуна Wolf 503 b. Планета была представлена в июне 2018 года, ее обнаружил «Кеплер» в рамках 17-й наблюдательной кампании расширенной миссии K2. Вокруг древнего оранжевого карлика Wolf 503 вращалась планета с радиусом около 2 радиусов Земли и орбитальным периодом 6.0012 земных суток. 

Яркость родительской звезды (10.28 в видимых лучах) давала надежду измерить массу планеты методом лучевых скоростей. И это было сделано, причем сразу четырьмя высокоточными спектрографами – HIRES, CARMENES, HARPS-N и PFS. Всего было получено 110 измерений, что позволило надежно измерить слабый RV-сигнал, наведенный планетой. Масса Wolf 503 b оказалась равной 6.26 ± 0.7 масс Земли, что при радиусе 2.04 ± 0.07 радиусов Земли приводит к средней плотности 2.92 ^+0.50/_-0.44 г/куб.см. Орбита планеты оказалась весьма эксцентричной – ее эксцентриситет оценивается в 0.41 ± 0.05.

Сравнительно низкая средняя плотность исключает железокаменный состав Wolf 503 b. Планета содержит летучие вещества, но какие именно – пока не ясно. Авторы рассмотрели две модели этой планеты – землеподобное ядро, окруженное или водяной мантией, или водородно-гелиевой атмосферой. В первом случае доля воды составит 45 ⁺¹⁹/_-16% полной массы планеты, во втором – масса водородной атмосферы окажется равной 0.49 ± 0.25%. Разумеется, возможны и любые промежуточные варианты, когда планета содержит и воду, и водород с гелием. Сами авторы склоняются к первой модели, т.е. модели горячего супер-Ганимеда, поскольку за 11 ± 2 млрд. лет (возраст системы) водород из атмосферы, скорее всего, улетучился.

Помимо RV-сигнала от планеты b, лучевая скорость звезды демонстрирует дополнительный линейный дрейф, говорящий о наличии в системе как минимум еще одного тела на широкой орбите.

Источник: https://arxiv.org/pdf/2107.08092.pdf

---