< Curiosity получил снимки спутника Деймос, "прячущегося" за Фобосом

HAT-P-44 b, HAT-P-45 b, HAT-P-46 b: горячие юпитеры в многопланетных системах

Три новых транзитных горячих юпитера, открытых наземным обзором HATNet, входят в состав многопланетных систем.

---

Владислава Ананьева

В последние годы появляется все больше свидетельств того, что планетные системы, включающие в себя горячие юпитеры (планеты-гиганты с орбитальным периодом меньше 10 суток и минимальной массой больше 0.1 масс Юпитера) отличаются от планетных систем, горячих юпитеров не имеющих. Среди 187 систем с горячими юпитерами только 5 (2.7%) имеют дополнительные подтвержденные планеты на более широких орбитах (это упсилон Андромеды, HD 217107, HD 187123, HIP 14810 и HAT-P-13). Похожий результат дает и анализ данных Кеплера – по каким-то причинам горячие юпитеры избегают многопланетных систем. 

Измерение наклона орбит горячих юпитеров к оси вращения их родительских звезд с помощью эффекта Мак-Лафлина показало, что значительная часть горячих юпитеров находятся на орбитах, резко наклоненных к экватору звезды (вплоть до полярных и ретроградных орбит). С другой стороны, измерение наклона орбит нескольких планет в многопланетных системах Кеплера, напротив, показало их малый наклон к экватору звезды. По-видимому, динамическая эволюция планетных систем, приводящая к появлению горячих юпитеров, протекает достаточно бурно и не способствует многопланетности.

Однако нет правил без исключений. 13 августа 2013 года в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная открытию еще трех транзитных горячих гигантов наземным обзором HATNet. Родительские звезды всех трех новых планет демонстрируют дополнительный дрейф лучевой скорости, говорящий о наличии в этих системах еще каких-то небесных тел. В двух случаях параметры дополнительных планет удалось оценить, в одном случае данных оказалось недостаточно, и потребуются дальнейшие наблюдения.

Звезда HAT-P-44 (GSC 3465-00123) удалена от нас на 374 ⁺⁴²/_-23 пк. Это поздний желтый карлик (температура фотосферы 5295 ± 100К), отличающийся повышенным содержанием тяжелых элементов – их в 2.14 раза больше, чем в составе Солнца. Масса звезды составляет 0.94 ± 0.04 солнечных масс, радиус определен с большой погрешностью и зависит от выбранной модели планетной системы. Согласно наиболее вероятной модели, он равен 0.98 ^+0.11/_-0.06 солнечных радиусов. Возраст HAT-P-44 достигает 8.9 ± 3.9 млрд. лет.
Вокруг звезды HAT-P-44 вращается один транзитный горячий сатурн HAT-P-44 b и, как минимум, еще одна планета на широкой орбите HAT-P-44 c. Масса планеты b оценивается в 0.39 ± 0.03 масс Юпитера, радиус – в 1.28 ^+0.15/_-0.07 радиусов Юпитера, что приводит к средней плотности 0.23 ± 0.05 г/куб.см. Планета вращается вокруг своей звезды по слабоэллиптической орбите на среднем расстоянии 0.0507 ± 0.0007 а.е. (~11 звездных радиусов) и делает один оборот за 4.3 земных суток. Эффективная температура HAT-P-44 b оценивается авторами статьи в 1126 ⁺⁶⁷/_-42 К.
Минимальная масса (параметр m sin i) внешней планеты HAT-P-44 c составляет 1.6 ± 0.2 масс Юпитера. Поскольку внешняя планета не проходит по диску своей звезды, наклонение ее орбиты i и точная масса остались неизвестными. Она вращается вокруг своей звезды по круговой орбите на расстоянии 0.70 ± 0.014 а.е. и делает один оборот за 220 ± 4.5 земных суток. Если это решение верно, температурный режим планеты является промежуточным между температурным режимом Венеры и Земли.
Есть и другое, менее вероятное решение для планеты HAT-P-44 c. В этом случае ее орбитальный период и минимальная масса оказываются примерно в 2 раза больше: период составляет 437.5 ± 17.7 земных суток, масса 3.7 ± 0.5 масс Юпитера.
Окончательный выбор между двумя моделями позволят сделать дальнейшие наблюдения. 

Звезда HAT-P-45 (GSC 5102-00262) оказывается несколько массивнее и горячее Солнца. Ее масса – 1.26 ± 0.06 солнечных масс, радиус – 1.32 ^+0.16/_-0.07 солнечных радиусов, светимость примерно в 2.5 раза превышает солнечную. Рядом с ней вращается транзитный горячий гигант HAT-P-45 b массой 0.89 ^+0.14/_-0.1 масс Юпитера и радиусом 1.43 ^+0.17/_-0.09 радиусов Юпитера, что приводит к средней плотности 0.38 ± 0.09 г/куб.см. Орбита планеты практически круговая (эксцентриситет 0.05 ± 0.06), расстояние до звезды – 0.0452 ± 0.0007 а.е. (~7.3 звездных радиусов). Вся система удалена от нас на 305 ⁺³⁵/_-17 пк.
Дополнительный дрейф лучевой скорости звезды говорит о наличии в этой системе еще одной или нескольких планет, но данных пока недостаточно, чтобы с удовлетворительной точностью определить их параметры. 

HAT-P-46 (GSC 5100-00045) – еще одна F-звезда, чьи масса и радиус мало отличаются от аналогичных параметров HAT-P-45. Расстояние до нее также сравнимо с расстоянием до HAT-P-45 и оценивается в 296 ⁺⁶¹/_-29 пк.
Рядом с HAT-P-46 вращаются две планеты-гиганта: транзитная HAT-P-46 b и не транзитная HAT-P-46 c. Масса внутренней планеты b оценивается в 0.49 ^+0.08/_-0.05 масс Юпитера, радиус – в 1.28 ^+0.27/_-0.13 радиусов Юпитера, что приводит к средней плотности 0.28 ± 0.1 г/куб.см. Планета вращается вокруг своей звезды по слабоэллиптической орбите с большой полуосью 0.058 ± 0.001 а.е. и эксцентриситетом 0.12 ± 0.12, и делает один оборот за 4.463 земных суток.
Минимальная масса внешней планеты HAT-P-46 c составляет 2.0 ± 0.3 масс Юпитера. Гигант вращается вокруг своей звезды по круговой орбите на расстоянии 0.39 ± 0.01 а.е. и делает один оборот за 77.7 ± 0.6 земных суток. Как отмечают авторы статьи, колебания лучевой скорости звезды после удаления из данных сигналов обеих планет достигают 12.5 м/сек, что говорит о том, что двумя планетами в этой системе дело не ограничивается. Но для выяснения количества и свойств дополнительных планет потребуются дальнейшие наблюдения. 

Источник: http://arxiv.org/pdf/1308.2937.pdf

---