< Mars One не бросает мечту о колонизации Марса

Транзитные горячие юпитеры Kepler-433 b, Kepler-434 b и Kepler-435 b

Европейские астрономы с помощью спектрографа SOPHIE подтвердили планетную природу и измерили массу транзитных кандидатов Кеплера KOI-206.01, KOI-614.01 и KOI-680.01.

---

Владислава Ананьева

Основным способом подтверждения планетной природы транзитных кандидатов является метод измерения лучевых скоростей родительских звезд. Примененный совместно с транзитным методом, он позволяет определить как массу, так и радиус транзитной планеты, а значит – вычислить ее среднюю плотность и оценить химический состав. 

В рамках основной миссии космический телескоп им. Кеплера обнаружил 4175 надежных транзитных кандидатов. Большинство из них имеют небольшие размеры (менее 3 радиусов Земли) и ожидаемо небольшую массу. Чтобы измерить эту массу, необходимо измерять лучевые скорости звезд с исключительно высокой точностью (в идеале – лучше 1 м/сек). В северном полушарии такую точность имеют только два уникальных спектрографа – HIRES и HARPS-N.

Однако среди транзитных кандидатов Кеплера есть и объекты размерного класса гигантов. Чтобы подтвердить их планетную природу и измерить массу, достаточно спектрографов и с более скромными характеристиками. Одной из таких «рабочих лошадок» стал спектрограф SOPHIE, установленный на 1.93-метровом телескопе обсерватории Верхнего Прованса. Начиная с 2010 года, на этом спектрографе производятся регулярные замеры лучевых скоростей звезд из каталога KOI, демонстрирующих транзитные сигналы с глубиной более 0.4%. Точность единичного замера составляет 10-90 м/сек для разных звезд и разных ночей.

Еще в 2012 году научная группа, работающая с данными SOPHIE, объявила о подтверждении планетной природы двух транзитных кандидатов KOI-206.01 и KOI-680.01. Однако тогда свойства родительских звезд были определены с большими погрешностями, что привело к таким же большим погрешностям в определении параметров планет. Проведя дополнительные наблюдения, европейские ученые существенно уточнили параметры изучаемых систем – фактически, открыли их заново. Кроме того, они подтвердили планетную природу и измерили массу еще одного транзитного кандидата – KOI-614.01. После подтверждения планеты получили наименования Kepler-433 b, Kepler-435 b и Kepler-434 b, соответственно.

Kepler-433 (KOI-206, KIC 5728139) – слегка проэволюционировавшая звезда спектрального класса F7, удаленная от нас на 1870 ± 210 пк. Ее масса оценивается в 1.46 ± 0.17 солнечных масс, радиус – в 2.26 ± 0.25 солнечных радиусов, светимость примерно в 7.6 раз превышает солнечную. Возраст звезды составляет 2.67 ± 0.9 млрд. лет. 
Всего было сделано 12 замеров лучевой скорости Kepler-433.

Масса планеты Kepler-433 b достигает 2.82 ± 0.52 масс Юпитера. При радиусе 1.45 ± 0.16 радиусов Юпитера это приводит к средней плотности 1.13 ± 0.32 г/куб.см. Этот горячий юпитер вращается вокруг своей звезды по слабоэллиптической орбите с большой полуосью 0.068 ± 0.003 а.е. (~6.4 звездных радиусов) и эксцентриситетом 0.12 ± 0.08, и делает один оборот за 5.33408 земных суток. Эффективная температура планеты (в предположении нулевого альбедо) составляет 1776 ± 87К.

Лучевая скорость звезды Kepler-433 демонстрирует дополнительный линейный дрейф -500 ± 200 м/сек за год, что говорит о наличии в этой системе еще одного или нескольких тел на более широкой орбите.

Звезда Kepler-434 (KOI-614, KIC 7368664) также недавно сошла с главной последовательности и начала эволюционировать в сторону превращения в красный гигант, ее спектральный класс G0. Масса звезды оценивается в 1.20 ± 0.09 солнечных масс, радиус – в 1.38 ± 0.13 солнечных радиусов, светимость примерно в 2.1 раза превышает солнечную. Возраст Kepler-434 составляет 4 ± 1.7 млрд. лет. Система удалена от нас на 1240 ± 120 пк.
Всего было сделано 11 замеров лучевой скорости этой звезды.

Масса горячего юпитера Kepler-434 b достигает 2.86 ± 0.35 масс Юпитера, что при радиусе 1.13 ^+0.26/_-0.18 радиусов Юпитера приводит к средней плотности 2.4 ± 1.3 г/куб.см. Планета вращается вокруг своей звезды по слабоэллиптической орбите с большой полуосью 0.1143 ± 0.003 а.е. (~18 звездных радиусов) и эксцентриситетом 0.13 ± 0.07, и делает один оборот за 12.87471 земных суток. В отличие от предыдущей планеты, этот горячий юпитер нагрет довольно умеренно – до температуры 1000 ± 45К.

Сравнение параметров Kepler-434 b с моделями внутреннего строения планет-гигантов говорит о том, что эта планета обладает крупным ядром из тяжелых элементов, масса которого оценивается в 81 ⁺¹⁵⁴/_-63 масс Земли.

Наконец, звезда Kepler-435 (KOI-680, KIC 7529266) прошла по пути превращения в красный гигант дальше всего. Ее масса оценивается в 1.54 ± 0.09 солнечных масс, радиус достигает 3.2 ± 0.3 солнечных радиусов, светимость превышает солнечную в 13.5 раза, ее спектральный класс – F9. Звезда удалена от Солнца на 2070 ± 200 пк.
Всего было получено 12 замеров лучевой скорости Kepler-435.

В отличие от предыдущих двух планет Kepler-435 b сравнительно маломассивная (0.84 ± 0.15 масс Юпитера) и очень рыхлая. Ее радиус достигает 1.99 ± 0.18 радиусов Юпитера, это одна из крупнейших планет, известных на сегодняшний день (крупнее нее только HAT-P-32 b и WASP-17 b). Средняя плотность очень мала – всего 0.131 ± 0.037 г/куб.см. Гигант вращается вокруг своей звезды по слабоэллиптической орбите с большой полуосью 0.095 ± 0.002 а.е. (~6.35 звездных радиусов) и эксцентриситетом 0.114 ± 0.077, и делает один оборот за 8.60015 земных суток. Из-за высокой светимости звезды эффективная температура Kepler-435 b также весьма велика – 1729 ± 70К.

Интересно, что лучевая скорость звезды Kepler-435 также демонстрирует линейный дрейф 43.9 ± 9.2 м/сек в год, что говорит о наличии в этой системе одного или нескольких небесных тел на более широких орбитах.

---