< Опубликован исторический снимок процесса прилунения модуля Apollo 12

EPIC 203771098 b и c: два транзитных субсатурна от миссии K2

Обе планеты близки к орбитальному резонансу 2:1 и имеют физические свойства, промежуточные между свойствами Сатурна и Нептуна

---

Владислава Ананьева

Наблюдения космического телескопа им Кеплера показали, что количество планет быстро растет с уменьшением их размеров. Так, только 4.5% GK-звезд имеет планеты с радиусами от 4 до 16 радиусов Земли, и уже 51% – с радиусами от 1 до 4 радиусов Земли. Внутри выборки больших планет эта тенденция также прослеживается: субсатурнов (планет с радиусами от 4 до 8 радиусов Земли) примерно в два раза больше, чем планет-гигантов (с радиусами 8-16 радиусов Земли): 2.9% против 1.6% в расчете на одну GK-звезду. Все приведенные цифры справедливы для планет с орбитальными периодами от 5 до 100 земных суток.

Однако большинство уже открытых экзопланет-гигантов – «юпитеры», а не субсатурны. Это объясняется сильным эффектом наблюдательной селекции: большинство таких планет открыто наземными транзитными обзорами, оптимизированными под поиск горячих юпитеров. Методом измерения лучевых скоростей также проще обнаруживать более массивные «юпитеры», нежели гораздо более легкие субсатурны. Поэтому планет с массами и радиусами, промежуточными между массами и радиусами Нептуна и Сатурна, известно сравнительно немного.

17 ноября 2015 года в Архиве электронных препринтов появилась статья Эрика Петигуры (Erik A. Petigura) с коллегами, посвященная открытию двух транзитных субсатурнов у звезды EPIC 203771098. Планеты были открыты в рамках расширенной миссии «Кеплера» K2, их планетная природа была подтверждена методом измерения лучевых скоростей родительской звезды с помощью спектрографа HIRES.

Итак, EPIC 203771098 – солнцеподобная звезда спектрального класса G3 V. Ее масса оценивается в 1.12 ± 0.05 солнечных масс, радиус – в 1.21 ± 0.11 солнечных радиусов, светимость на 44 ± 33% превышает солнечную. Звезда отличается исключительно высоким содержанием тяжелых элементов – их в 2.6 раза больше, чем в составе нашего дневного светила! Возраст звезды достаточно неуверенно оценивается в 3.2-6.9 млрд. лет.

EPIC 203771098 наблюдалась космическим телескопом им Кеплера в рамках 2-й наблюдательной кампании миссии K2 с 23 августа по 13 ноября 2014 года. Кривая блеска звезды демонстрировала два четких транзитных сигнала с периодами 20.885 и 42.363 земных суток (что близко к резонансу 2:1) и глубиной, соответствующей планетам с радиусами 5.68 ± 0.56 и 7.82 ± 0.72 радиусов Земли, т.е. промежуточными между радиусами Нептуна и Сатурна.

Для подтверждения планетной природы транзитных кандидатов и измерения их массы исследователи воспользовались высокоточным спектрографом HIRES, установленным на 10-метровом телескопе Кек I. Было получено 32 замера лучевой скорости родительской звезды, точность единичного замера составила 1.5-2 м/сек. В результате удалось измерить массу обеих планет, хоть и не очень точно.

Масса внутренней планеты оказалась равной 21.0 ± 5.4 масс Земли, а внешней – 27.0 ± 6.9 масс Земли. Это приводит к средней плотности 0.70 ± 0.26 г/куб.см для внутренней планеты и 0.31 ± 0.12 г/куб.см для внешней. Сравнительно низкая средняя плотность говорит о том, что водорода и гелия в составе обеих планет оказывается существенно больше, чем в составе малых гигантов Солнечной системы Урана и Нептуна. С другой стороны, планеты системы EPIC 203771098 нельзя считать и газовыми гигантами типа Юпитера и Сатурна, ибо масса водородно-гелиевой оболочки оказывается у них меньше массы ядра. Эти планеты занимают промежуточное положение между нептунами и газовыми гигантами не только по массе и размерам, но и по химическому составу.

Эффективные температуры обеих планет оказываются довольно умеренными – 767 ± 177К и 606 ± 139К.

---