< На околоземной орбите отслеживается 18922 объекта

Открыты три планеты у красных гигантов 24 Волопаса and γ Весов

Методом измерения лучевых скоростей обнаружены три планеты у звезд красных гигантов 24 Волопаса and γ Весов. Две планеты у γ Весов находятся в сравнительно редком орбитальном резонансе 7:3.

---

Владислава Ананьева

К настоящему моменту методом измерения лучевых скоростей открыто более шести сотен внесолнечных планет. Примерно четыре сотни из них принадлежат солнцеподобным звездам с массами от 0.7 до 1.5 солнечных масс, а ~150 вращаются вокруг звезд промежуточной массы (от 1.5 до 5 солнечных масс). Сравнение свойств планет и планетных систем между собой показало, что масса родительской звезды – важный параметр, во многом определяющий свойства ее планет, и планетные системы звезд промежуточной массы заметно отличаются от планетных систем солнцеподобных звезд, а те – от планетных систем красных карликов.

Пока звезда промежуточной массы находится на главной последовательности, поиск у нее планет методом лучевых скоростей сильно затруднен из-за быстрого вращения и отсутствия в спектре тонких четких линий, позволяющих измерять лучевые скорости с приемлемой точностью. Однако после схода с главной последовательности звезда расширяется, температура ее фотосферы и скорость вращения падают, а в спектре появляются многочисленные узкие линии. Поэтому поиск планет у таких звезд обычно ведется, когда звезда достигнет стадии красного гиганта или субгиганта.

Одним из наиболее продуктивных обзоров по поиску планет у красных гигантов стал обзор, ведущийся на обсерватории Окаяма (Okayama Planet Search Program). В рамках этого обзора уже более 15 лет измеряются лучевые скорости около трехсот ярких желтых и оранжевых гигантов спектральных классов G и K. Программой уже обнаружено 25 планет. 12 апреля 2018 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию еще трех планет – одной у звезды 24 Волопаса и двух у звезды гамма Весов.

24 Волопаса (HD 127243, HIP 70791, HR 5420) – красный, точнее, желтый гигант спектрального класса G3 III, удаленный от нас на 100.0 ± 2.5 пк. Его масса оценивается в 0.99 ^+0.19_/-0.13 солнечных масс, радиус – в 10.64 ^+0.84_/-0.59 солнечных радиусов, светимость в 59 ± 7 раз превышает солнечную. Звезда отличается исключительно низким содержанием тяжелых элементов – их в 5.9 раза меньше, чем в составе Солнца. Возраст 24 Волопаса достигает 6.9 ^+4.8_/-2.7 млрд. лет. 

С апреля 2003 года по июнь 2016 года было получено 149 замеров лучевой скорости 24 Волопаса с погрешностью единичного замера 6-9 м/с. Было обнаружено колебание, не связанное с каким-либо проявлением звездной активности – авторы пришли к выводу, что оно вызвано планетой.

Минимальная масса (параметр m sin i) планеты 24 Волопаса b составляет 0.91 ^+0.13/_-0.10 масс Юпитера. Гигант вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите с эксцентриситетом 0.04 ^+0.05/_-0.03 и большой полуосью 0.19 ± 0.01 а.е. (~3.84 звездных радиусов), и делает один оборот за 30.351 ± 0.008 земных суток. По своему тепловому режиму планета является горячим юпитером (эффективная температура оценивается в ~1770К).

Вероятность транзитной конфигурации для этой планеты достигает 26%. Однако из-за того, что родительская звезда является гигантом, транзиты ожидаются мелкие, на уровне 0.01-0.04% для радиуса планеты от 1 до 2 радиусов Юпитера. Транзиты такой глубины смогут зафиксировать космические миссии (например, TESS).

Гамма Весов (HD 138905, HIP 76333, HR 5787, GJ 3912) – оранжевый гигант спектрального класса K0 III, удаленный от нас на 50.0 ± 0.4 пк. Его масса достигает 1.47 ± 0.2 солнечных масс, радиус – 11.1 ^+1.1/_-0.3 солнечных радиусов, светимость в 70.8 ± 6 раз превышает солнечную. Звезда также отличается пониженным содержанием тяжелых элементов – их в 2 раза меньше, чем в составе нашего дневного светила. Возраст гаммы Весов составляет 2.8 ^+2.0/_-0.8 млрд. лет.

С февраля 2002 года по июнь 2016 года было получено 146 замеров лучевой скорости этой звезды с погрешностью единичного измерения 4-7 м/с. 

Изменение лучевой скорости гаммы Весов оказалось более сложным, состоящим из двух колебаний, скорее всего, вызванных двумя планетами.

Минимальная масса внутренней планеты гамма Весов b равна 1.02 ± 0.14 масс Юпитера. Гигант вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 1.24 ± 0.1 а.е. и эксцентриситетом 0.21 ± 0.1, и завершает один оборот за 415.2 ± 1.9 земных суток. 

Минимальная масса внешней планеты гамма Весов c гораздо выше – 4.58 ± 0.45 масс Юпитера. Ее орбита ближе к круговой – эксцентриситет оценивается всего в 0.06 ± 0.03, величина большой полуоси достигает 2.17 ± 0.1 а.е., орбитальный период – 964.6 ± 3.1 земных суток. Несмотря на довольно широкие орбиты, из-за высокой светимости звезды обе планеты оказываются горячее Меркурия.

Планеты близки к орбитальному резонансу 7:3. Авторы проанализировали динамическую устойчивость этой системы, приняв, что орбиты планет компланарны и проградны (т.е. обе планеты движутся в прямом направлении). Как оказалось, система устойчива, только если наклонение орбит планет превышает 70°, а сами они находятся в резонансе 7:3. В этом случае истинные массы планет мало отличаются от измеренных (минимальных).

---