< Змеиная кожа Плутона

Четвертая планета в системе WASP-47: гигант в обитаемой зоне

Масса четвертой планеты оценивается в 1.24 масс Юпитера, ее температурный режим является промежуточным между температурными режимами Земли и Марса.

---

Владислава Ананьева

Изучение планетных систем, содержащих горячие юпитеры, показало, что в большинстве из них отсутствуют дополнительные планеты: «горячие юпитеры одиноки». «Одиночество» горячих юпитеров объясняется механизмом их образования: сформировавшись за снеговой линией своей звезды на орбите, близкой к круговой, планета-гигант может перейти на высокоэксцентричную орбиту с низким перицентром в результате планет-планетного рассеяния или взаимодействия со звездой-компаньоном родительской звезды по механизму Козаи. В дальнейшем высокоэксцентричная орбита будущего горячего юпитера скругляется приливными силами. За время скругления орбиты гигант эффективно расчищает пространство вокруг своей звезды от других планет, делая их орбиты неустойчивыми. Справедливость этой гипотезы подтверждается большим количеством горячих юпитеров, находящихся на резко наклоненных, полярных и ретроградных орбитах.

Однако далеко не все горячие юпитеры образуются подобным образом. Часть из них может оказаться на своей текущей орбите в результате плавной, динамически спокойной миграции в протопланетном диске. В этом случае горячий юпитер оказывается на орбите, мало наклоненной к экватору родительской звезды, и может входить в состав богатой многопланетной системы. Именно такая ситуация сложилась в планетной системе WASP-47.

Первая планета в системе WASP-47 была открыта в 2012 году наземным транзитным обзором SurepWASP. Ею оказался горячий юпитер WASP-47 b с массой 1.14 масс Юпитера, радиусом 1.135 радиусов Юпитера и орбитальным периодом 4.159 земных суток. Наблюдения звезды WASP-47, проведенные космическим телескопом им Кеплера в рамках расширенной миссии K2, привели к открытию еще двух транзитных планет – горячей суперземли WASP-47 c с радиусом 1.8 радиусов Земли и орбитальным периодом всего в 19 часов, и горячего нептуна WASP-47 d с радиусом 3.6 радиусов Земли и орбитальным периодом 9.03 земных суток. 

Эксцентриситеты орбит всех трех планет не превышали 0.05, орбиты были мало наклонены друг к другу – иначе говоря, система WASP-47 предстала перед нами невозмущенной и плоской, со спокойной динамической историей.

Измерение эффекта Мак-Лафлина во время транзита горячего юпитера WASP-47 b позволило измерить наклонение орбиты этой планеты к экватору родительской звезды. Оно оказалось равным 0 ± 24°. Это означает, что все три транзитные планеты системы WASP-47 вращаются примерно в плоскости экватора своей звезды.

Наконец, 28 сентября 2015 года в Архиве электронных препринтов появилась статья членов Женевской группы, посвященная открытию в этой системе четвертой планеты. Открытие было сделано методом измерения лучевых скоростей с помощью спектрографа CORALIE, установленного на 1.2-метровом телескопе им. Эйлера в Ла Силья, Чили.

Всего было получено 46 замеров лучевой скорости звезды WASP-47.

Минимальная масса (параметр m sin i) внешней планеты WASP-47 e оценивается в 1.24 ± 0.22 масс Юпитера. С учетом того, что планетная система плоская, истинная масса вряд ли сильно отличается от минимальной. Гигант вращается вокруг своей звезды по слабоэллиптической орбите с большой полуосью 1.36 ± 0.04 а.е. и эксцентриситетом 0.13 ± 0.1, и делает один оборот за 572 ± 7 земных суток. Температурный режим внешней планеты является промежуточным между температурными режимами Земли и Марса – авторы открытия оценили эффективную температуру планеты в 247 ± 5К. Если у этой планеты есть крупные спутники, они могут быть обитаемыми.

Источники: http://arxiv.org/pdf/1509.07750.pdf
http://arxiv.org/pdf/1509.05337v1.pdf

---