< Голубые небеса и водяной лед Плутона

Измерены массы планет в системе K2-19

Методом тайминга транзитов измерены массы обеих планет в системе K2-19 (EPIC 201505350).

---

Владислава Ананьева

После выхода из строя второго маховика системы ориентации космический телескоп им. Кеплера перешел к мониторингу наблюдательных площадок, расположенных вдоль эклиптики, в рамках расширенной миссии K2. Наблюдение одной площадки называется наблюдательной кампанией, каждая наблюдательная кампания длится 80-83 земных суток. Расположение наблюдательных площадок на небесной сфере и расписание кампаний можно посмотреть здесь:
http://keplerscience.arc.nasa.gov/K2/docs/Outreach/K2-horiz-litho_28May2014.pdf

Так, 12 октября 2015 года «Кеплер» приступил к наблюдениям седьмой площадки, ее мониторинг продлится до 15 января 2016 года.

Двухпланетная система K2-19 (EPIC 201505350) была открыта во время первой наблюдательной кампании, продлившейся с 30 мая по 21 августа 2014 года. Система включает в себя две транзитные планеты с радиусами ~7.2 и ~4.2 радиусов Земли и орбитальными периодами 7.92 и 11.91 земных суток, вращающиеся вокруг звезды главной последовательности раннего класса K. Планеты близки к орбитальному резонансу 3:2 и должны сильно взаимодействовать друг с другом, обеспечивая заметные вариации времени наступления транзитов. 

6 октября 2015 года в Архиве электронных препринтов появилось сразу две статьи, посвященные измерению массы планет в системе K2-19 TTV-методом. Одну статью опубликовала группа японских астрономов, наблюдавшая звезду K2-19 на 8.2-метровом телескопе Субару, а также получивших фотометрию нескольких транзитных событий на телескопах FLWO, TRAPPIST и OAO. Вторую статью опубликовали европейцы, наблюдавшие транзиты в системе K2-19 на трех телескопах субметрового класса (NITES, C2PU/Omicron и Belesta), а также попытавшиеся измерить колебания лучевой скорости звезды с помощью спектрографа SOPHIE. Оба научных коллектива получили оценки массы планет, в пределах погрешностей согласующиеся друг с другом.

Кроме того, японцы получили снимки окрестностей звезды K2-19 с помощью системы адаптивной оптики HiCIAO, установленной на телескопе Субару, и убедились в отсутствии звездных компаньонов, способных имитировать транзитные сигналы планет или загрязнить своим светом кривую блеска родительской звезды. 

Проанализировав вариации времени наступления транзитов внутренней планеты – субсатурна K2-19 b, японские астрономы смогли достаточно точно оценить массу внешней планеты – очень теплого нептуна K2-19 c. Эта масса оказалась равной или 21.4 ± 1.9 масс Земли, или 20.2 ± 2.7 масс Земли в зависимости от того, в какую сторону отличается отношение периодов обеих планет от точного резонанса 3:2 (пока это не ясно). С учетом размеров планеты (исследователи нашли, что ее радиус равен 4.37 ± 0.22 радиусов Земли) ее средняя плотность оказывается типичной для нептунов – ~1.43 г/куб.см. При этом массу внутренней планеты K2-19 b японцы измерить не смогли, они получили только верхний предел в 300 масс Земли. 

Европейцы, со своей стороны, смогли оценить массы обеих планет, но с невысокой точностью. Они нашли, что масса внутренней планеты K2-19 b составляет 44 ± 12 масс Земли, а масса внешней K2-19 c – 15.9 ^+7.7/_-2.8 масс Земли. Мы видим, что оценки массы нептуна K2-19 c у обеих научных групп в пределах погрешностей хорошо согласуются друг с другом. Средняя плотность субсатурна K2-19 b по оценкам европейских астрономов оказывается равной 0.49 ^+0.26/_-0.09 г/куб.см, т.е. перед нами планета, относящаяся к редкому переходному типу между нептунами и газовыми гигантами.

Космический телескоп им. Кеплера больше не будет наблюдать эту систему, каждая наблюдательная кампания не может длиться более 83 суток. Однако будущие наблюдения транзитов с помощью космических телескопов TESS и ChEOPS позволят получить новые высококачественные кривые блеска звезды K2-19 и существенно уточнить массы ее планет TTV-методом.

---