< Марсоход Curiosity до мая остался без связи с Землей

Распределение по радиусам небольших планет у М-звезд

На основании данных, полученных космическим телескопом им. Кеплера, построено распределение по размерам планет у звезд красных карликов. Как оказалось, наиболее распространены планеты с радиусом 1.25 земных, при увеличении или уменьшении размеров планет их количество уменьшается.

---

Владислава Ананьева

Данные о 2740 транзитных кандидатах в планеты и их родительских звездах, полученные Кеплером и выложенные учеными миссии в открытый доступ, позволяют проводить различные статистические исследования. Тимоти Мортон и Джонатан Свифт из Калифорнийского института технологий обратились к той же выборке, что и Кортни Дрессинг и Дэвид Шарбонно – к планетам у звезд, чья температура не превышает 4  тыс. градусов, т.е. к планетам у красных карликов. Они поставили себе целью получить распределение транзитных кандидатов по радиусам, т.е. выяснить, как количество планет у М-звезд зависит от их размера.

Распределение планет по радиусам изучалось и раньше – как самой группой Кеплера, так и другими научными коллективами. Данные, полученные одноименным космическим телескопом, сразу же показали резкий рост числа планет по мере уменьшения их размеров. До радиусов в 2 радиуса Земли количество транзитных кандидатов примерно обратно пропорционально квадрату их радиуса N ~ R^-2. Однако насчет того, что происходит при дальнейшем уменьшении радиусов планет, мнения ученых разошлись. Кто-то полагает, что эта зависимость продолжается и дальше, в сторону еще меньших размеров, кто-то считает, что после 2 радиусов Земли зависимость становится плоской (т.е. количество небольших планет по мере уменьшения их радиуса перестает возрастать).

Мортон и Свифт решили прояснить этот вопрос на примере планет с периодами короче 90 земных суток у звезд красных карликов. М-звезды были выбраны ими сразу по нескольким причинам. Во-первых, их небольшой радиус позволяет надежно регистрировать планеты меньшего размера (поскольку глубина транзита пропорциональна величине (R_pl/R_star)²). Во-вторых, Дрессинг и Шарбонно уже провели тщательное спектрометрическое и фотометрическое изучение этих звезд, существенно уточнив их физические свойства – и грех было этим не воспользоваться.

Чтобы из наблюдаемого распределения планет по радиусам получить истинное распределение, Мортон и Свифт провели изощренный математический анализ. Сначала они учли разную геометрическую вероятность транзита для каждого из рассмотренных 113 планетных кандидатов. Также они учли разную вероятность регистрации кандидата в зависимости от наблюдаемого отношения сигнал/шум (SNR) и показали, что для кандидатов с радиусами 0.5-1 радиусов Земли данные Кеплера существенно не полны. Кроме того, они сгладили получившуюся функцию, чтобы уйти от гистограмм к непрерывной функции распределения. Результат показан на рис. 1.

---