< На Солнце произошла мощнейшая за последние 12 лет вспышка

Измерены массы планет в системе HD 106315

Методом измерения лучевых скоростей с помощью спектрографа HARPS измерены массы и средние плотности двух планет в системе HD 106315. Массы оказались равными 12.6 ± 3.2 масс Земли и 15.2 ± 3.7 масс Земли, средние плотности – 4.7 ± 1.7 г/куб.см и 1.01 ± 0.29 г/куб.см, соответственно.

---

Владислава Ананьева

Космический телескоп им. Кеплера обнаружил около 5 тысяч транзитных кандидатов в широком диапазоне размеров и орбитальных периодов. К удивлению исследователей, большинство планет имеют размеры, промежуточные между размерами Земли и Нептуна, т.е. попадающие в интервал 1.5-3.9 радиусов Земли. Аналогов таких планет в Солнечной системе нет. 

Строение планет этого размерного класса остается загадкой, до сих пор не ясно, что они из себя представляют. Возможно, такие планеты являются массивными аналогами Ганимеда, т.е. состоят из силикатного ядра и обширной ледяной мантии. Возможно, они представляют собой железокаменное ядро, окруженное протяженной водородно-гелиевой атмосферой. Не исключено, что верны обе эти гипотезы и/или часть планет содержат железокаменное ядро, силикатную мантию и ледяную оболочку, окруженную водородной атмосферой (в разных пропорциях). 

Для понимания природы планет промежуточного размерного класса необходимо измерять их массу и среднюю плотность. К сожалению, большинство звезд на Поле Кеплера слишком тусклые, чтобы массы их планет можно было бы измерить методом лучевых скоростей. Лучше складывается ситуация с расширенной миссией «Кеплера» – в рамках K2 телескоп ведет мониторинг более ярких звезд, для которых измерение масс даже небольших планет становится возможным.

5 сентября 2017 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная измерению масс двух транзитных планет в системе HD 106315, открытых во время 10-й наблюдательной кампании миссии K2. Система была представлена в январе 2017 года и включает в себя планету промежуточного размера (радиусом 2.44 ± 0.17 радиусов Земли) на 9.55-дневной орбите и нептун (радиусом 4.35 ± 0.23 радиусов Земли) на 21.06-дневной орбите. Дополнительный дрейф лучевой скорости звезды, обнаруженный первооткрывателями, говорил о наличии в этой системе не транзитной массивной планеты на широкой орбите, параметры которой оставались неопределенными. Родительская звезда HD 106315 спектрального класса F5 V удалена от нас на 109 ± 5 пк, но из-за сравнительно высокой светимости является достаточно яркой для измерения ее лучевых скоростей с высокой точностью. 

С 26 января по 4 мая 2017 года было получено 93 замера лучевой скорости HD 106315 с помощью спектрографа HARPS. Большой массив данных позволил обнаружить колебания лучевой скорости звезды с периодами, равными периодам обеих транзитных планет, и полуамплитудами 3.63 ± 0.92 и 3.43 ± 0.83 м/с. Амплитуда колебаний соответствует массе 12.6 ± 3.2 масс Земли для планеты b и 15.2 ± 3.7 масс Земли для планеты c. Это приводит к средней плотности 4.7 ± 1.7 г/куб.см и 1.01 ± 0.29 г/куб.см для планет b и c, соответственно. Интересно, что авторы исследования не обнаружили дополнительного дрейфа, вызванного внешней не транзитной планетой, что подвергает ее существование серьезному сомнению.

Если планета c по своим размерам и средней плотности является типичным нептуном, то с планетой b ситуация более сложная. На диаграмме «масса – радиус» она лежит вблизи линии, описывающей планеты, состоящие в равных долях из силикатов и водяного льда. Однако если эта планета окутана протяженной атмосферой, доля силикатов в ее составе будет выше, а доля льда – меньше.

---