< Облачные ленты Сатурна

Три планеты земного типа у близкого красного карлика YZ Ceti

Методом измерения лучевых скоростей обнаружены планеты с минимальными массами 0.75, 0.98 и 1.14 масс Земли у красного карлика YZ Кита, удаленного от нас на ~3.7 пк.

---

Владислава Ананьева

Красные карлики (маломассивные звезды главной последовательности) – самые многочисленные звезды Галактики, их доля достигает 70% от полного числа звезд. Рядом с красным карликом проще найти землеподобную планету, чем рядом с солнцеподобной звездой: амплитуда колебаний лучевой скорости, наведенных планетой фиксированной массы, пропорциональна m_star^-2/3, а глубина транзита планеты фиксированного радиуса пропорциональна R_star^-2. Поэтому близкие и сравнительно яркие красные карлики являются привлекательной целью для поиска планет как методом измерения лучевых скоростей, так и транзитным методом.

Планетные системы у красных карликов широко распространены. По расчетам К. Дрессинг и Д. Шарбонно на каждую маломассивную звезду в среднем приходится 2.5 планет с радиусами 1-4 радиусов Земли и орбитальными периодами короче 200 земных суток. Недавно планета земного типа была обнаружена и у ближайшей к Солнцу звезды – красного карлика Проксима Центавра.

14 августа 2017 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию трех маломассивных планет у близкого красного карлика YZ Кита. Открытие было сделано методом измерения лучевых скоростей с помощью спектрографа HARPS.

YZ Кита – звезда главной последовательности спектрального класса M4.5 V, удаленная от нас на 3.7 ± 0.1 пк. Масса звезды оценивается в 0.130 ± 0.013 солнечных масс, радиус – в 0.168 ± 0.009 солнечных радиусов, светимость примерно в 453 раза меньше светимости Солнца. Звезда отличается пониженным содержанием тяжелых элементов (их примерно в 1.8 раза меньше, чем в составе нашего дневного светила) и зрелым возрастом, составляющим 5 ± 1 млрд. лет.

С декабря 2003 года по октябрь 2016 года на спектрографе HARPS было получено 211 замеров лучевой скорости YZ Кита. Лучевая скорость звезды демонстрирует три колебания с периодами 1.97, 3.06 и 4.66 земных суток, вероятность ложного открытия (FAP) для которых менее 10^-4. В данных есть признаки наличия и четвертого колебания с периодом около 1 земных суток, но тут вероятность ложнопозитива достигает 1.1%, и исследователи осторожно не включили его в список планетных кандидатов.

Итак, минимальная масса (параметр m sin i) самой внутренней планеты YZ Кита b – 0.75 ± 0.13 масс Земли. Планета вращается вокруг своей звезды по круговой орбите на расстоянии 0.0156 ± 0.0005 а.е. и делает один оборот за 1.9688 ± 0.0002 земных суток. Температурный режим внутренней планеты грубо соответствует температурному режиму Меркурия (но немного горячее его). Геометрическая вероятность транзитной конфигурации для YZ Кита b достигает 5.7%.

У средней планеты YZ Кита c минимальная масса – 0.98 ± 0.14 масс Земли. Ее орбита также близка к круговой – эксцентриситет составляет 0.04 ± 0.11. Планета вращается на среднем расстоянии 0.0209 ± 0.0007 а.е. и делает один оборот за 3.0601 ± 0.0002 земных суток. Температурный режим средней планеты также грубо соответствует температурному режиму Меркурия, но слегка прохладнее его. Геометрическая вероятность транзитной конфигурации для YZ Кита c составляет 4.1%.

Орбита третьей (внешней) планеты YZ Кита d отличается заметным эксцентриситетом (0.13 ± 0.10). Ее масса достигает 1.14 ± 0.17 масс Земли, большая полуось орбиты – 0.0276 ± 0.0009 а.е., орбитальный период – 4.6563 ± 0.0004 земных суток. Температурный режим третьей планеты оказывается промежуточным между температурными режимами Меркурия и Венеры. Вероятность транзитной конфигурации YZ Кита d – 2.9%.

Планеты b и c с одной стороны, и c и d с другой близки к орбитальному резонансу 3:2.

Авторы изучили динамическую устойчивость этой системы и нашли, что она устойчива, если орбиты внешних планет близки к круговым (эксцентриситеты орбит планет c и d не превышают 0.15 и 0.17, соответственно), а массы меньше примерно 3 масс Земли. Это означает, что наклонение орбиты планеты c не может быть меньше 6°, а планеты d – меньше 28°. 

Авторы считают новую планетную систему очень привлекательной целью для дальнейших исследований, особенно если хотя бы одна планета из трех окажется транзитной.

Источник: https://arxiv.org/pdf/1708.03336.pdf

---