< Марс: ледники на восточном краю ударного бассейна Эллада

Kepler-418 b: планета-гигант, подтвержденная методом многоцветной фотометрии

Ученые, занимающиеся изучением транзитных экзопланет, предложили остроумный способ подтверждения планетной природы транзитного кандидата KOI-1089.01.

---

Владислава Ананьева

Транзитный метод поиска экзопланет, как и другие методы, имеет свои трудности и подводные камни. Транзитный сигнал (периодическое незначительное ослабление блеска звезды) может быть вызван не только планетой, проходящей по звездному диску, но и другими астрофизическими явлениями, к планетам никакого отношения не имеющими. Так, затменно-переменная двойная фона, находящаяся на малом угловом расстоянии от целевой звезды и загрязняющая ее фотометрию своим светом, может дать кривую блеска, не отличимую в белом свете от кривой блеска звезды с транзитной планетой. Также транзитный сигнал может имитироваться скользящими затмениями звезд (когда звезда, вращающаяся вокруг целевой звезды, затмевает ее только краешком). Поэтому все транзитные кандидаты проходят процедуру валидации (исключения других астрофизических явлений, способных имитировать транзитный сигнал), а в идеале – и прямого подтверждения планетной природы методом измерения лучевых скоростей родительской звезды.

Интересный метод валидации был предложен для транзитных кандидатов размерного класса гигантов. Как известно, солнечный и звездные диски испытывают потемнение к краю, причем это потемнение гораздо заметнее в синих лучах, нежели в красных. Когда на звездный диск вступает транзитная планета, она закрывает собой красноватую часть звездного диска у его края, и общий цвет звезды слегка «голубеет». Потом транзитная планета движется по центральной части звездного диска, закрывая собой более горячие и яркие его части, и общий цвет звезды слегка «краснеет». При сходе планеты со звездного диска все повторяется в обратном порядке. Этот эффект наблюдается только в том случае, когда затмевающее тело по своим размерам гораздо меньше размеров звездного диска, т.е. является планетой, коричневым карликом или очень маломассивной звездой. Метод позволяет исключить в качестве источника ложных открытий затменно-переменные двойные фона и скользящие затмения двойных звезд.

Именно этот метод (многоцветной фотометрии) был применен к транзитному кандидату KOI-1089.01. Кривая блеска звезды KOI-1089, получившей также название Kepler-418, демонстрировала четкий транзитный сигнал с периодом 86.7 земных суток, глубиной 0.81% и продолжительностью 10.2 часов, что соответствовало (в случае подтверждения планетной природы кандидата) планете размерного класса гигантов на достаточно широкой орбите. Однако тусклость родительской звезды (+14.98) затрудняла измерение ее лучевых скоростей с точностью, необходимой для измерения массы планеты RV-методом. Этого мало – как оказалось, на расстоянии 15 угловых секунд к западу от Kepler-418 расположена еще одна звезда спектрального класса K с видимой звездной величиной (в красных лучах) +14.3. Учет загрязнения фотометрии звезды Kepler-418 светом звезды-соседки привел к необходимости пересмотра размеров планетного кандидата. 

Чтобы разобраться во всем этом, ночью 14 августа 2011 года группа европейских астрономов под руководством Б.Тингли (B. Tingley) провела наблюдения транзита планеты Kepler-418 b на 10.4-метровом Большом Канарском телескопе (Gran Telescopio Canarias, GTC) одновременно в зеленых (с длиной волны 4815 ± 153Å) и инфракрасных (с длиной волны 969.5 ± 261Å) лучах. Вычтя одну кривую блеска из другой, Тингли с коллегами обнаружил характерный «горб», возникший при пересечении транзитной планетой красноватой и тусклой части звездного диска у самого его края. Таким образом, было показано, что транзитный кандидат KOI-1089.01 является небольшим объектом (планетой или коричневым карликом).

---