< «Спитцер» не увидел Оумуамуа

Пересмотрены параметры системы эпсилон Эридана

По уточненным данным эксцентриситет орбиты планеты эпсилон Эридана b составляет всего 0.07 ± 0.06, а истинная масса оценивается в 1.19 ± 0.12 масс Юпитера. Температурный режим планеты грубо соответствует температурному режиму Юпитера. Тем самым эта планета является полным аналогом Юпитера в Солнечной системе.

---

Владислава Ананьева

Эпсилон Эридана – десятая звезда в списке ближайших к Солнцу, она удалена от нас всего на 3.216 ± 0.0015 пк. Это молодой оранжевый карлик спектрального класса K2 V, чей возраст, по разным оценкам, составляет 200-800 млн. лет. Звезда окружена осколочным пылевым диском сложной структуры; в целом система эпсилон Эридана является хорошим аналогом Солнечной системы на ранних стадиях эволюции.

В 2000 году рядом с эпсилон Эридана методом измерения лучевых скоростей была открыта планета-гигант с минимальной массой ~1.5 масс Юпитера, орбитальным периодом ~6.9 земных лет и орбитальным эксцентриситетом 0.6-0.7. Многие планетологи тогда отнеслись к открытию скептически – планета на такой эксцентричной орбите неизбежно внесла бы возмущения в регулярную картинку пылевого диска, состоящего из двух или трех отдельных колец с широкими промежутками между ними. Исходя из этого, они сочли, что колебания лучевой скорости эпсилон Эридана вызваны ее собственной активностью, а планеты с заявленными параметрами не существует.

31 октября 2018 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная уточнению строения системы эпсилон Эридана. Авторы объединили замеры лучевой скорости этой звезды, полученные на протяжении 30 лет, а также провели глубокую съемку ее окрестностей с помощью инфракрасной камеры NIRC2, установленной на 10-метровом телескопе Кек II. Съемка велась в лучах с длиной волны 4.67 мкм. Применение коронографа со специальной фазовой маской позволило приблизить разрешение телескопа к дифракционному пределу, составляющему 0.1 угловых секунд. Это позволило прозондировать окрестности звезды на расстоянии 1-5 а.е. от нее. Однако никакого инфракрасного источника, которого можно было отождествить с планетой, обнаружить не удалось.

Измерения лучевой скорости эпсилон Эридана демонстрируют наличие колебаний с периодом 7.37 ± 0.08 земных лет. Продолжительность наблюдений позволила охватить более четырех циклов. Колебания резким пиком выделяются на периодиограмме и легко заметны глазу, при этом они не коррелируют ни с какими признаками звездной активности. Считая, что эти колебания вызваны планетой (а вероятность решения с планетой в 246 раз выше вероятности решения без планеты), можно оценить ее параметры: минимальная масса (параметр m sin i) составляет 0.78 ^+0.38/_-0.12 масс Юпитера, большая полуось орбиты 3.48 ± 0.02 а.е. Эксцентриситет орбиты согласно новым данным составляет всего 0.07 ± 0.06, т.е. орбита близка к круговой.

Однако минимальная масса в общем случае не равна истинной, а в случае малых наклонений орбиты может в несколько (а то и в несколько десятков) раз отличаться от нее. Чтобы ограничить массу планеты не только снизу, но и сверху, исследователи воспользовались фактом ее не обнаружения на глубоких инфракрасных снимках. Молодая планета-гигант должна излучать в инфракрасном диапазоне, и если ее излучение не обнаружено, значит, ее масса меньше некоторого предела, определяемого моделями эволюции планет-гигантов.

Авторы статьи нашли, что для возможного возраста системы в 200, 400 и 800 млн. лет верхние пределы на массу планеты эпсилон Эридана b для расстояния 3 а.е. от звезды составляют 0.8, 1.7 и 5 масс Юпитера, соответственно. Это фактически исключает возраст 200 млн. лет – такая молодая планета была бы достаточно горяча, чтобы проявиться на снимках Кека, даже имея истинную массу, равную минимальной.

С учетом всех полученных ограничений авторы оценили наклонение орбиты планеты b в 89 ± 42°, а ее истинную массу – в 1.19 ± 0.12 масс Юпитера. Новые параметры планеты хорошо согласуются с наблюдаемой картиной пылевого диска вокруг эпсилон Эридана.

Источник: https://arxiv.org/pdf/1810.03794.pdf

---