< Российский профессиональный наноспутник ТНС-0 №2 принят на управление

EPIC 211418729 b и EPIC 211442297 b: два очень теплых транзитных гиганта

В рамках расширенной миссии «Кеплера» K2 открыты две транзитных планеты-гиганта с эффективной температурой всего 719 и 682К, одна из них обладает ядром из тяжелых элементов, чья масса превышает 100 масс Земли.

---

Владислава Ананьева

К настоящему времени открыто более трех сотен транзитных горячих юпитеров – газовых гигантов, нагретых до температуры свыше 1000К, чьи орбитальные периоды составляют всего несколько земных суток. Как правило, такие планеты являются «раздутыми» (inflated) – их радиусы существенно (иногда в 1.5-2 раза) превосходят значения, предсказанные теоретическими моделями планет-гигантов. Причина такой «раздутости» до сих пор является предметом оживленных дискуссий, возможно, ее вызывает несколько различных причин.

Наземные транзитные обзоры – главные «поставщики» транзитных горячих юпитеров – оптимизированы под поиск планет с орбитальными периодами короче 10 земных суток. Поэтому транзитных планет с более длинными периодами известно очень мало. Вместе с тем их изучение способно пролить свет на причину «раздутости» более горячих планет. Кроме того, изучение атмосфер планет-гигантов, более прохладных, чем типичные горячие юпитеры, представляет отдельный научный интерес.

25 августа 2017 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию двух транзитных очень теплых гигантов EPIC 211418729 b и EPIC 211442297 b. Обе планеты нагреты до температур, заметно меньших 1000К, и обе они оказались не «раздутыми». Тем самым подтверждается уже подмеченная ранее закономерность, что раздувание планет начинается при уровне освещенности свыше 10⁸ эрг/(сек·кв.см).

Группа исследователей под руководством Эйви Шпорера (Avi Shporer) из Калифорнийского технологического института сосредоточилась на подтверждении планетной природы транзитных кандидатов с периодами свыше 10 земных суток, обнаруженных космическим телескопом им. Кеплера в рамках расширенной миссии K2. В дальнейшем эта группа собирается изучать также кандидаты, обнаруженные космическим телескопом TESS, чей запуск ожидается в 2018 году. Чтобы исключить сценарии, в которых транзитные сигналы имитируются затменно-переменными двойными фона, находящимися на малом угловом расстоянии от целевых звезд, Шпорер с коллегами получали снимки их окрестностей на крупнейших телескопах, оснащенных системами адаптивной оптики (Кек II и северном Gemini). Окончательное подтверждение планетной природы транзитных кандидатов и измерение их массы было проведено методом лучевых скоростей с помощью спектрографа HIRES.

EPIC 211418729 – звезда главной последовательности спектрального класса K0 V, удаленная от нас на 481 ± 20 пк. Ее масса оценивается в 0.83 ± 0.02 солнечных масс, радиус – в 0.83 ± 0.03 солнечных радиусов, светимость близка к 39% светимости Солнца. Звезда отличается резко повышенным содержанием тяжелых элементов – их примерно в 2.6 раза больше, чем в составе Солнца, – и солидным возрастом, достигающим 9.9 ^+2.3/_-3.2 млрд. лет.

Масса планеты EPIC 211418729 b достигает 1.85 ± 0.23 масс Юпитера, что при радиусе 0.94 ± 0.03 радиусов Юпитера приводит к средней плотности 2.99 ± 0.46 г/куб.см. Гигант вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите на среднем расстоянии 0.0931 ± 0.0006 а.е. (~24.4 звездных радиуса) и делает один оборот за 11.3911 ± 0.0002 земных суток. Эффективная температура планеты оценивается в 719 ± 15К.

Высокая средняя плотность EPIC 211418729 b говорит о том, что она содержит крупное ядро из тяжелых элементов, чья масса превышает 100 масс Земли. Наличие такого ядра согласуется с высокой металличностью родительской звезды.

EPIC 211442297 – звезда главной последовательности позднего G-класса, удаленная от нас на 417 ± 26 пк. Как и у EPIC 211418729, ее масса оценивается в 0.83 ± 0.02 солнечных масс, однако радиус несколько больше – 0.88 ± 0.05 солнечных радиусов. Если EPIC 211418729 резко обогащена тяжелыми элементами, то EPIC 211442297, напротив, обеднена ими – их примерно в 1.7 раз меньше, чем в составе Солнца. Это приводит к большей прозрачности атмосферы звезды, более высокой эффективной температуре фотосферы (5560 ± 58К против 5027 ± 62К) и большей светимости, достигающей 66% светимости Солнца. Возраст EPIC 211442297 оценивается в 10.7 ^+1.7/_-4.2 млрд. лет.

Орбитальный период планеты EPIC 211442297 b достигает 20.27303 ± 0.00004 земных суток – это одна из наиболее долгопериодичных транзитных планет-гигантов, известных к настоящему времени. Ее масса составляет 0.84 ± 0.20 масс Юпитера, радиус – 1.12 ± 0.06 радиусов Юпитера, что приводит к средней плотности 0.82 ^+0.30/_-0.24 г/куб.см, типичной для планет этого класса. Орбита EPIC 211442297 b слегка эллиптичная – ее эксцентриситет оценивается в 0.137 ± 0.074, большая полуось – 0.137 ± 0.001 а.е. (~33.8 звездных радиусов). На таком расстоянии от звезды орбита скругляется приливными силами очень медленно, так что не равный нулю эксцентриситет мог сохраниться с эпохи формирования этой системы. Эффективная температура EPIC 211442297 b оценивается в 682 ± 24К.

---