Понедельник, 14.10.2019
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< "ЭкзоМарс" прислал первые снимки на пути к Марсу
15.04.2016 00:11 Давность: 4 yrs
Категория: Экзопланеты
Количество просмотров: 1189

Kepler-167 e: первый транзитный аналог Юпитера



В четырехпланетной системе Kepler-167 самая внешняя транзитная планета имеет температурный режим Юпитера.


Владислава Ананьева

Юпитер – крупнейшая и самая массивная планета Солнечной системы. Считается, что Юпитер играл исключительную роль в динамической эволюции Солнечной системы на ранних этапах ее существования, заметно повлияв на формирование планет земного типа. Изучение внесолнечных аналогов Юпитера необходимо для понимания роли случайности и закономерности в строении Солнечной системы и полезно для поисков внеземной жизни.

К настоящему моменту известно около двух десятков аналогов Юпитера. Большинство из них открыто методом измерения лучевых скоростей родительских звезд, еще часть – методом гравитационного микролинзирования. Распространенность аналогов Юпитера у солнцеподобных (FGK) звезд по данным микролинзовых обзоров оценивается в ~3%, хотя недавно была предложена и другая оценка – 6.1 +2.8/-1.6 %. Конечно, точные значения распространенности зависят от конкретного определения понятия «аналог Юпитера».

К сожалению, для транзитного метода, с помощью которого к настоящему моменту открыто большинство внесолнечных планет, аналоги Юпитера практически недоступны. Геометрическая вероятность транзитной конфигурации уменьшается пропорционально расстоянию между планетой и звездой, от орбитального периода она зависит как P-5/3. Так, для горячего юпитера на 3-суточной орбите эта вероятность оказывается в 16 тысяч раз выше, чем для планеты на 1000-суточной орбите. Обнаружить транзит аналога Юпитера – большая удача, и «Кеплеру» она улыбнулась. 

В 2014 году научному сообществу была представлена 4-планетная система KOI-490, в дальнейшем получившая наименование Kepler-167, самая внешняя планета в которой выглядела транзитным аналогом Юпитера. 2 марта 2016 года в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная валидации и уточнению параметров этой системы. Если в 2014 году планетная природа была подтверждена только для двух внутренних планет, а две внешние оставались в статусе транзитных кандидатов, то авторы свежей статьи статистически подтвердили все четыре планеты и точно определили орбитальный период самой внешней из них.

Kepler-167 (KOI-490, KIC 3239945) – оранжевый карлик спектрального класса K3 V или K4 V. Его масса оценивается в 0.77 ± 0.03 солнечных масс, радиус – в 0.726 ± 0.018 солнечных радиусов, светимость составляет примерно 27% от солнечной. Возраст звезды достаточно неуверенно оценивается в 3.3 +5.8/-0.8 млрд. лет, она удалена от нас на 330 ± 10 пк.

На расстоянии 2.1 угловых секунд (~ 700 а.е. в проекции на небесную сферу) от Kepler-167 расположен тусклый звездный компаньон – красный карлик с массой около 0.2 солнечных. Скорее всего, звезды физически связаны и образуют двойную систему, однако пока не исключено и то, что компаньон является звездой фона (т.е. расположен ближе или дальше Kepler-167). 

Кривая блеска Kepler-167 демонстрирует четыре транзитных сигнала, три из которых соответствуют планетам земного типа на близких к звезде орбитах, а четвертый – аналогу Юпитера. Из-за тусклости родительской звезды (ее видимая звездная величина +14.3) измерение масс планет методом измерения лучевых скоростей сильно затруднено. Однако авторы статьи провели тщательную процедуру валидации – т.е. исключения астрофизических явлений, способных имитировать транзитный сигнал. Даже для третьей, самой ненадежной планеты Kepler-167 d вероятность планетной природы в 475 раз больше вероятности ложного открытия, планетная природа остальных кандидатов установлена еще надежней.

Орбиты планет в системе Kepler-167. Размеры планет представлены в одном масштабе. Зеленым цветом показана обитаемая зона.

Итак, Kepler-167 b – горячая суперземля радиусом 1.615 ± 0.047 радиусов Земли, вращающаяся вокруг своей звезды на расстоянии 0.0483 ± 0.0025 а.е. (~14.3 звездных радиусов). Орбита близка к круговой, орбитальный период составляет 4.39316 земных суток, эффективная температура – 914 +26/-16 К.

Kepler-167 c несколько прохладнее – ее эффективная температура оценивается в 768 +21/-14 К. Радиус второй планеты близок к радиусу первой – 1.548 ± 0.05 радиусов Земли. Ее орбитальный период 7.40611 ± 0.00001 земных суток, расстояние до звезды – 0.0684 ± 0.0024 а.е. (~20.3 звездных радиусов).

Третья планета Kepler-167 d заметно меньше первых двух – ее радиус составляет всего 1.194 ± 0.05 радиусов Земли. Эта планета земного типа делает один оборот вокруг своей звезды за 21.80356 ± 0.00012 земных суток, эксцентриситет орбиты не превышает 0.12. Среднее расстояние между планетой и звездой составляет 0.1405 ± 0.007 а.е. (~41.7 звездных радиусов), эффективная температура – 536 +14/-10 К.

Как мы видим, три внутренние планеты образуют компактную плотно упакованную плоскую систему. Однако четвертая транзитная планета расположена в 13.5 раз дальше от своей звезды.

Радиус Kepler-167 e достигает 0.906 ± 0.021 радиусов Юпитера, т.е. перед нами газовый гигант. Планета вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 1.89 ± 0.06 а.е. и эксцентриситетом 0.062 +0.104/-0.043, и делает один оборот за 1071.2323 ± 0.0006 земных суток. За время мониторинга «Кеплером» было зафиксировано всего два транзитных события от этой планеты. Ее эффективная температура составляет 131 ± 3К, что сравнимо с эффективной температурой Юпитера.

Планеты системы Kepler-167 (показаны оранжевыми квадратами) на плоскости «освещенность – радиус планеты» на фоне других транзитных экзопланет. Для сравнения приведены планеты Солнечной системы Венера, Земля, Марс и Юпитер. Голубым прямоугольником очерчена область аналогов Юпитера. Kepler-167 e – первая транзитная планета этого класса.

Большой видимый промежуток между планетами d и e не означает, что там нет планет. Скорее всего, они есть, но не являются транзитными, и/или слишком малы, чтобы проявиться в фотометрии «Кеплера».

Источник: http://arxiv.org/pdf/1603.00042.pdf


Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Атмосфера

(от греч. atmos - пар, и ...сфера) Атмосферами называются внешние газовые оболочки планет, некоторых их спутников и звезд. Все планеты Солнечной системы обладают атмосферами, которые... [далее]

Rambler's Top100