< “Морской старт” хотят купить несколько зарубежных стран

Система Kepler-68: две горячие суперземли и газовый гигант в обитаемой зоне

В системе Kepler-68 – две транзитные планеты на тесных круговых орбитах с периодами 5.4 и 9.6 земных суток, а также не транзитный прохладный гигант с периодом 580 ± 15 земных суток. Методом измерения лучевых скоростей родительской звезды определены массы внешней и внутренней планет, а также получен верхний предел на массу средней планеты.

---

Владислава Ананьева

Космический телескоп им. Кеплера обнаружил уже более 2300 надежных транзитных кандидатов в планеты. Однако для окончательного подтверждения планетной природы этих кандидатов необходимо измерить их массы. Как правило, массы кандидатов определяются методом измерения лучевых скоростей родительских звезд (в случае сравнительно ярких звезд) или с помощью тайминга транзитов (в случае многопланетных систем). Определение сразу и массы, и радиуса транзитной планеты позволяет узнать ее среднюю плотность и оценить химический состав.

11 февраля 2013 года в Архиве электронных препринтов появилась статья большого коллектива авторов, посвященная планетной системе Kepler-68 (KOI-246). Эта система интересна тем, что в ней помимо двух транзитных планет на тесных орбитах обнаружена не транзитная планета-гигант в обитаемой зоне, а также зарегистрирован одиночный транзит четвертой планеты. Система удалена от нас на 135 ± 10 пк, сравнительная яркость родительской звезды (видимая звездная величина +10) позволяет детально изучать ее спектрометрическими методами.

Звезда Kepler-68 очень напоминает нашу ближайшую звездную соседку альфа Центавра A. Ее масса оценивается в 1.08 ± 0.05 солнечных масс, радиус – в 1.243 ± 0.019 солнечных радиусов, светимость примерно в полтора раза превышает солнечную. Возраст Kepler-68 составляет 6.3 ± 1.7 млрд. лет.

Кривая блеска звезды демонстрирует 2 транзитных сигнала с периодами 5.4 и 9.6 земных суток, соответствующих планетам с радиусами 2.31 ^+0.06/_-0.09 и 0.95 ± 0.04 радиусов Земли, соответственно. Авторы статьи провели тщательный анализ физических явлений, способных имитировать транзитные сигналы (затменно-переменные двойные фона и др.), и практически исключили вероятность ложного открытия. Кроме того, на обсерватории им. Кека с помощью высокоточного спектрографа HIRES было сделано 52 замера лучевой скорости Kepler-68 с точностью 1-1.5 м/сек. 

Самая внутренняя планета Kepler-68 b вращается вокруг своей звезды по круговой орбите на расстоянии 0.0617 а.е. (10.7 звездных радиусов) и делает один оборот за 5.4 земных суток. Ее масса оценивается в 8.3 ± 2.4 масс Земли, что при радиусе 2.31 радиуса Земли приводит к средней плотности 3.3 ^+0.9/_-1.0 г/куб.см, промежуточной между средней плотностью нептунов и планет земного типа. Эффективная температура планеты оценивается авторами открытия в 1280 ± 90К.

Средняя планета Kepler-68 c по размерам даже несколько меньше Земли. Она вращается вокруг своей звезды на расстоянии 0.09 а.е. (15.7 звездных радиусов) и делает один оборот за 9.605 земных суток. Методом лучевых скоростей был получен верхний предел на ее массу – 4.8 ^+2.5/_-3.6 земных масс.

Кроме подтверждения планетной природы обоих транзитных кандидатов, метод измерения лучевых скоростей позволил обнаружить в этой системе третью, не транзитную планету Kepler-68 d. Ею оказался газовый гигант с минимальной массой 0.947 ± 0.035 масс Юпитера, вращающийся вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 1.40 ± 0.03 а.е. и эксцентриситетом 0.18 ± 0.05, и делающий один оборот за 580 ± 15 земных суток. Интересно, что орбита Kepler-68 d пролегает внутри обитаемой зоны звезды Kepler-68, ее температурный режим близок к температурному режиму Земли. Если у этой планеты есть крупные спутники, они могут быть обитаемыми.

Как уже упоминалось, при анализе кривой блеска звезды было также обнаружено однократное транзитное событие продолжительностью около 8 часов. Судя по его глубине, оно принадлежало планете радиусом около 2.4 земных, находящейся на 970-суточной орбите. Будущие наблюдения позволят подтвердить или опровергнуть связь этой планеты с системой Kepler-68 и уточнить ее параметры. 

Источник: http://arxiv.org/pdf/1302.2596.pdf

---