Пятница, 27.11.2020
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< На орбите Марса обнаружили фрагмент Луны
13.11.2020 22:26 Давность: 14 days
Категория: Экзопланеты
Количество просмотров: 86

У древней солнцеподобной звезды K2-111 обнаружены две небольшие планеты



Измерение массы суперземли K2-111 b привело к открытию второй (не транзитной) планеты K2-111 c у звезды толстого диска с возрастом ~12 млрд. лет.


Владислава Ананьева

Когда во вселенной начали формироваться планеты? Ответ на этот вопрос до сих пор не получен. Однако уже сейчас ясно, что первые планеты появились вскоре после Большого взрыва, потому что их находят у звезд, чей возраст превышает 12 млрд. лет.

6 октября 2020 года в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная изучению древней планетной системы K2-111. Родительская звезда наблюдалась «Кеплером» в рамках 4-й наблюдательной кампании расширенной миссии K2 (с 7 февраля по 23 апреля 2015 года). Кривая блеска демонстрировала транзитный сигнал с периодом ~5.35 суток и глубиной 0.2 ppt, соответствующей планете размерного класса суперземель. Звезда прошла стандартную процедуру валидации, для измерения массы кандидата было получено 113 замеров лучевой скорости звезды на спектрографе HARPS-N и 41 замер на ESPRESSO. Работа двух первоклассных спектрографов позволила не только измерить массу внутренней планеты, но и найти вторую (не транзитную) планету K2-111 c. Природа третьего (61.5-суточного) RV-сигнала пока остается под вопросом, вполне вероятно, что в этой системе будут найдены и другие планеты.

K2-111 – солнцеподобная звезда спектрального класса G2, удаленная от нас на 200.4 ± 2.7 пк. Она проецируется на рассеянное скопление Гиады, но расположено значительно дальше него. Масса звезды оценивается в 0.84 ± 0.02 солнечных масс, радиус – в 1.25 ± 0.02 солнечных радиусов, она недавно сошла с главной последовательности и начала эволюционировать в сторону превращения в красный гигант. K2-111 резко обеднена железом – его почти в 3 раза меньше, чем в составе Солнца. Высокая пространственная скорость звезды говорит о ее принадлежности к толстому диску, возраст оценивается авторами статьи в 12.3 ± 0.7 млрд. лет, другими исследователями – в 10.8 ± 1.5 млрд. лет. Так или иначе, это одна из старейших звезд Галактики.

При радиусе 1.82 ± 0.1 радиусов Земли масса планеты K2-111 b составляет 5.29 ± 0.77 масс Земли, что приводит к средней плотности 4.8 ± 1 г/куб.см. Эта горячая суперземля вращается вокруг своей звезды по слабоэллиптической орбите с большой полуосью 0.057 ± 0.001 а.е. и эксцентриситетом 0.13 +0.13/-0.09, и делает один оборот за 5.3518 ± 0.0004 земных суток.

Сравнительно низкая средняя плотность планеты говорит о ее обогащенности летучими веществами, скорее всего, водяным льдом. Альтернативным объяснением может быть малая массовая доля железного ядра (меньше 13%) и преобладающее количество силикатов, отражающее малое количество железа в составе звезды (а значит, и в протопланетном диске). Для уточнения состава планеты необходимо прежде всего уменьшить погрешности в определении ее массы, а для этого продолжить измерения лучевой скорости звезды, желательно на разных инструментах.

Планета K2-111 b (показана розовым квадратом) на плоскости «масса – радиус» среди других транзитных экзопланет с радиусами меньше 4 земных. Цветными линиями показаны модельные соотношения масса-радиус для планет (сверху вниз) из холодной водородно-гелиевой смеси, из воды, из 50/50 смеси воды и силикатов, силикатов, 50/50 смеси силикатов и железа, из чистого железа. Зелеными кружками для сравнения показаны Венера и Земля. Цвет планет отражает их возраст (если он известен), в противном случае планеты показаны черным цветом.

Кроме колебаний с периодом 5.35 суток, соответствующих внутренней планете, лучевая скорость звезды демонстрирует колебания с периодом ~15.68 суток, не сопровождающиеся никакими признаками звездной активности. Авторы пришли к выводу, что эти колебания вызывает вторая (не транзитная) планета K2-111 c с проективной (m sin i) массой 11.3 ± 1.1 масс Земли. Если считать орбиты обеих планет компланарными, то прицельный параметр внешней планеты окажется равным 1.25, т.е. она «почти транзитная», и ее проективная масса будет мало отличается от истинной. Скорее всего, перед нами легкий нептун. Планеты b и c близки к орбитальному резонансу 3:1.

Кроме того, в данных найдены менее выраженные колебания с периодом ~61.5 суток, чья природа пока не ясна. Если они вызваны планетой, то ее проективная масса составит 7 масс Земли. Также авторы находят свидетельства наличия на орбите планеты b (в точке L5) троянской планеты с массой 1.7 +1.6/-1.3 масс Земли. Однако статистическая значимость обоих сигналов невелика, и авторы не настаивают на их реальности. 

Сравнительная яркость звезды делает систему интересной целью для изучения атмосферы планеты b методами трансмиссионной спектроскопии, например, на JWST, чей запуск ожидается через год.

Источник: https://arxiv.org/pdf/2010.01993.pdf


Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Астрометрия

Раздел астрономии, в рамках которого определяются и постоянно контролируются координаты светил на небесной сфере. Долгое время, до появления атомных часов, только астрометрия предоставляла... [далее]

Rambler's Top100