< Dawn готов к переходу на низкую орбиту

Методом лучевых скоростей измерены массы планет в системе WASP-47

Внутренняя часть планетной системы включает в себя железокаменную суперземлю, горячий юпитер и теплый нептун.

---

Владислава Ананьева

Планетная система WASP-47 последнее время привлекает к себе повышенное внимание ученых. Сейчас в ней известны четыре планеты, при этом три из них являются транзитными, а одна – планета-гигант в обитаемой зоне – не транзитной. Судя по малому наклону орбит внутренних планет друг к другу и к экватору звезды система WASP-47 является невозмущенной и плоской, со спокойной динамической историей.

Массы внутренних планет в этой системе уже были измерены методом тайминга транзитов (т.е. анализом вариаций времени наступления транзитов, вызванных взаимными гравитационными возмущениями орбит планет). Однако для надежности стоило измерить массы планет и каким-либо независимым способом, например, методом измерения лучевых скоростей родительской звезды. 

14 октября в Архиве электронных препринтов появилась статья Фэй Дая (Fei Dai) с коллегами, посвященная измерению масс планет в системе WASP-47. Исследователи получили 27 замеров лучевой скорости звезды с помощью спектрографа PFS, установленного на 6.5-метровом телескопе Магеллана в Чили. Точность единичного замера составила 2.5-4 м/сек. В результате удалось измерить массы всех трех внутренних планет и сравнить их с массами, оцененными ранее TTV-методом.

Что же оказалось?

Массы планет, измеренные обоими способами, в пределах погрешностей согласуются друг с другом. Это важное наблюдение свидетельствует о надежности обоих применяемых методов и говорит об отсутствии сильных систематических погрешностей в определении масс экзопланет.

В статье некоторые планеты были переименованы.

Самая внутренняя планета системы получила название WASP-47 e. Эта суперземля вращается на расстоянии всего 3.2(!) звездных радиусов и делает один оборот за 19 часов. Ее радиус составляет 1.817 ± 0.065 радиусов Земли. TTV-методом массу этой планеты измерить не удалось, был получен только верхний предел в 22 массы Земли. Масса, измеренная путем измерения лучевых скоростей родительской звезды, составила 12.2 ± 3.7 масс Земли, что приводит к средней плотности 11.2 ± 3.6 г/куб.см. Такой средней плотности соответствует железокаменный состав – около 50% массы планеты приходится на железное ядро, 50% – на силикатную мантию.

Второй планетой является горячий юпитер WASP-47 b, представленный еще в апреле 2012 года. Масса планеты, измеренная методом лучевых скоростей, составляет 370 ± 29 масс Земли (1.16 ± 0.09 масс Юпитера), масса, измеренная TTV-методом – 341 ⁺⁷³/_-55 масс Земли (1.07 ^+0.23/_-0.17 масс Юпитера). Видно, что оба значения весьма близки друг к другу. При радиусе планеты, равном 1.135 ± 0.039 радиусов Юпитера, это приводит к средней плотности 0.99 ± 0.13 г/куб.см. Гигант делает один оборот вокруг своей звезды за 4.15913 земных суток.

Третья планета – нептун с радиусом 3.60 ± 0.13 радиусов Земли – получил наименование WASP-47 d. Масса планеты, определенная TTV-методом, составляет 15.2 ^+6.7/_-7.6 масс Земли. Метод лучевых скоростей дает еще большую погрешность – 10.4 ± 8.4 масс Земли. Третья планета завершает один оборот за 9.0308 земных суток.

Масса четвертой планеты – не транзитного гиганта с температурным режимом Земли WASP-47 c – в этой работе не измерялась.

Удивительно, что компактная система из трех внутренних планет WASP-47 оказалась состоящей из таких разных небесных тел – железокаменной суперземли WASP-47 e, горячего юпитера WASP-47 b и нептуна WASP-47 d. Это открытие вновь демонстрирует широчайшее разнообразие планетных систем в Галактике.

Источник: http://arxiv.org/pdf/1510.03811v1.pdf

---