< «Хаббл» подтвердил наличие водяного пара в экзосфере Европы

Измерены массы двух плотных мини-нептунов и одной суперземли у двух оранжевых карликов

Масса мини-нептуна K2-182 b оказалась равной ~20 масс Земли, а средняя плотность – близкой к средней плотности Земли. Масса планеты K2-199 b (6.9 масс Земли) говорит о ее железокаменном составе, а планета K2-199 c массой 12.3 масс Земли оказалась типичным мини-нептуном.

---

Владислава Ананьева

Измерение массы транзитных экзопланет позволяет определять их среднюю плотность, а значит – и физическую природу. Как оказалось, физическая природа внесолнечных миров отличается огромным разнообразием. Между массой и радиусом планет нет жесткого соответствия – планеты одного радиуса могут отличаться по массе в несколько (а иногда и в несколько десятков) раз, а планеты одной массы – иметь очень разные радиусы. 

Особый интерес вызывают планеты с массами и радиусами, промежуточными между массой и радиусом Земли (самой большой планетой земного типа) и Урана (самым легким ледяным гигантом). В Солнечной системе таких «промежуточных» планет нет, хотя по данным, полученным «Кеплером», они чрезвычайно распространены. Часть планет этого размерного класса могут оказаться железокаменными суперземлями, массивными аналогами Меркурия и Венеры, часть напоминать по своему составу Уран и Нептун, а часть представлять собой горячие аналоги Ганимеда – крупнейшего спутника Юпитера, наполовину состоящего из горных пород и наполовину из воды.

13 октября 2021 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная измерению масс транзитных планет у звезд K2-182 и K2-199. Транзитные кандидаты были обнаружены «Кеплером» в рамках расширенной миссии K2, их массы измерили методом лучевых скоростей с помощью спектрографа HIRES.

K2-182 – оранжевый карлик спектрального класса K1 V, удаленный от нас на 155.5 ± 1.3 пк. Его масса оценивается в 0.865 ± 0.018 солнечных масс, радиус – в 0.793 ± 0.013 солнечных радиусов, светимость – в 0.391 ± 0.014 солнечных светимостей. Содержание тяжелых элементов незначительно превышает солнечное, возраст звезды составляет 2.07 ^+2.14/_-1.36 млрд. лет.

При радиусе 2.69 ± 0.07 радиусов Земли масса планеты K2-182 b достигает 20 ± 5 масс Земли, что приводит к средней плотности 5.6 ± 1.4 г/куб.см. Это один из самых плотных мини-нептунов, известных на данный момент. Планета вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите с большой полуосью 0.0526 ± 0.0003 а.е. (~14.2 звездных радиусов) и делает один оборот за 4.73697 суток. Эффективная температура планеты оценивается в 969 ± 20 К.

K2-199 – оранжевый карлик спектрального класса K5 V, он несколько меньше и холоднее K2-182 и удален от нас на 107.85 ± 0.6 пк. Масса звезды составляет 0.711 ± 0.024 солнечных масс, радиус – 0.682 ± 0.014 солнечных радиусов, светимость примерно в 5.4 раза меньше солнечной. Возраст K2-199 определен очень плохо – как 5.04 ^+6.12/_-3.59 млрд. лет.

Внутренняя планета K2-199 b при радиусе 1.72 ± 0.05 радиусов Земли имеет массу 6.9 ± 1.8 масс Земли, что приводит к средней плотности 7.2 ± 2.1 г/куб.см, соответствующей железокаменному составу. Планета вращается вокруг своей звезды на расстоянии 0.0382 ± 0.0004 а.е. (~12.1 звездных радиусов), ее орбитальный период 3.2254 земных суток. Эффективная температура K2-199 b составляет 913 ± 23 К.

У внешней планеты K2-199 c при радиусе 2.85 ± 0.10 радиусов Земли масса оценивается в 12.4 ± 2.3 масс Земли, что приводит к средней плотности 2.9 ± 0.7 г/куб.см. Мини-нептун вращается вокруг звезды на расстоянии 0.0662 ± 0.0007 а.е. (~21 звездный радиус) и делает один оборот за 7.37449 земных суток. Эффективная температура K2-199 c равна 694 ± 17 К.

---