< Магнитное поле Солнца вскоре "перевернется", считают в НАСА

Система KOI-142: транзитный нептун и не транзитный гигант в орбитальном резонансе 2:1

Методом тайминга транзитов астрономы подтвердили планетную природу транзитного кандидата KOI-142.01, обнаружили вторую не транзитную планету в этой системе массой 0.68 масс Юпитера и проследили за их дальнейшей эволюцией.

---

Владислава Ананьева

Изучение вариаций времени наступления транзитов, вызванных гравитационным взаимодействием планет в многопланетных системах (так называемый TTV-метод), дает возможность подтвердить планетную природу транзитных кандидатов, оценить массы планет и даже обнаружить дополнительные нетранзитные планеты. Достоинство этого метода в том, что он работает даже для достаточно тусклых звезд, на которых «пробуксовывает» метод измерения лучевых скоростей. Особенно чувствительным TTV-метод (он же метод тайминга) становится в случае планет, находящихся в орбитальных резонансах низкого порядка, например, 1:2 или 2:3. В этом случае амплитуда вариаций времени наступления транзитов может достигать десятков минут и даже часов.

Своеобразным рекордсменом по величине вариаций времени наступления транзитов является система KOI-142. Она включает в себя одну транзитную планету размером чуть больше Нептуна (радиус 4.23 ^+0.3/_-0.4 радиусов Земли) у солнцеподобной звезды KIC 5446285. Средний орбитальный период этой планеты составляет 10.9542 земных суток, однако время наступления отдельных транзитных событий может отклоняться от среднего значения на 10 часов! 

15 апреля 2013 года в Архиве электронных препринтов появилась статья группы китайских астрономов, проанализировавших вариации времени наступления транзитов кандидата KOI-142.01 и пришедших к выводу, что эти вариации вызваны гравитационным влиянием не транзитной планеты-гиганта массой 0.68 ± 0.03 масс Юпитера, находящейся с планетой KOI-142.01 в орбитальном резонансе 2:1 и имеющей орбитальный период 22.3383 ± 0.0036 земных суток. Строго говоря, резонанс двух планет не точный, отношение их орбитальных периодов составляет величину 2.03-2.04. Это приводит к регулярному сдвигу точки максимального сближения обеих планет, которая делает один оборот вокруг звезды за ~630 земных суток. С этим же периодом меняется и амплитуда вариаций времени наступления транзитов внутренней планеты.

Как показывают расчеты, наклонение орбиты внешней планеты KOI-142 c на 3.7 ^+2.7/_-2.1° отклоняется от 90°, так что ее прицельное расстояние оказывается всегда больше единицы, и она никогда не проходит по диску своей звезды. Более того, прецессия плоскости орбиты внутренней планеты KOI-142 b приводит к тому, что ее наклонение также будет уменьшаться, и через ~10 лет она также перестанет быть транзитной! 

Ниже показан расчет эволюции орбитальных параметров обеих планет в зависимости от времени. Как мы видим, нептун KOI-142 b является транзитным (при наблюдениях с Земли) только сравнительно небольшую долю времени.

---