11 января 2019
K2-228B: суперземля в обитаемой зоне красного карлика

В течение расширенной миссии K2 космический телескоп им. Кеплера получил десятки тысяч кривых блеска сравнительно ярких звезд, расположенных вдоль эклиптики. Для обработки этого колоссального массива данных и поиска в нем транзитных сигналов используются автоматические алгоритмы, которые, однако, могут давать сбои и пропускать транзитные планеты, или, напротив, принимать за транзиты другие астрофизические явления (затменно-переменные двойные, пульсации звезд, и т.п.). Поэтому все кривые блеска с транзитоподобными сигналами просматриваются также и глазами, живыми людьми – это позволяет избежать многих ошибок.

Кривые блеска, полученные «Кеплером», выкладывались в открытый доступ примерно спустя 3 месяца после их получения на Земле, чтобы с ними мог работать любой член научного сообщества или даже обученный любитель астрономии, готовый потратить свое время на поиски экзопланет. Для работы любителей с данными «Кеплера» были организованы интернет-проекты Planet Hunters и Exoplanet Explorers, совместно обнаружившие больше десятка планет, пропущенных автоматическими алгоритмами.

7 января 2019 года в интернет-версии журнала Astronomical Journal была опубликована статья, посвященная открытию небольшой транзитной планеты у красного карлика K2-288B, образующего вместе с другим красным карликом K2-288A широкую звездную пару. Это третья планета, обнаруженная участниками проекта Exoplanet Explorers.

Планета была обнаружена в данных 4-й наблюдательной кампании расширенной миссии «Кеплера» K2, проходившей с 7 февраля по 23 апреля 2015 года. Автоматический алгоритм TERRA пропустил эту планету, поскольку в данных было обнаружено только два транзитных события, а для срабатывания алгоритма нужно как минимум три. Однако любители астрономии легко отыскали оба транзитных события и привлекли к ним внимание ученых. (Как оказалось, третий транзит тоже был в данных, но не пошел в обработку потому, что произошел в течение первых двух суток после начала наблюдательной кампании.)

Система прошла стандартную процедуру валидации (исключения астрофизических явлений, способных имитировать транзитный сигнал). Авторы оценили вероятность ложного открытия (т.е. того, что K2-288B b не является планетой) в 7.7·10^-9.

Итак, K2-288 (EPIC 210693462, LP 413-32) – двойная звезда, удаленная от нас на 69.3 ± 0.4 пк и состоящая из красных карликов спектральных классов M2 V и M3 V, разделенных угловым расстоянием 0.8 угловых секунд (~55 а.е. в проекции на небесную сферу). Сравнив глубину транзитов в оптическом диапазоне и в лучах с длиной волны 4.5 мкм (наблюдения проводились на «Спитцере» 11 декабря 2017 года), исследователи выяснили, что планета вращается вокруг более тусклого и холодного компонента пары. Масса звезды K2-288B оценивается в 0.33 ± 0.02 солнечных масс, радиус – в 0.32 ± 0.03 солнечных радиусов, светимость примерно в 85 раз меньше светимости Солнца. Звезда отличается пониженным содержанием тяжелых элементов – их примерно в 1.6 раза меньше, чем в составе нашего дневного светила. Возраст этой двойной звезды определить не удалось, но, во всяком случае, он превышает 1 млрд. лет.

Масса планеты K2-288B b осталась неизвестной, ее радиус составляет 1.9 ± 0.3 радиусов Земли, так что пока не понятно, представляет ли она собой суперземлю или мини-нептун. Планета вращается вокруг своей звезды на среднем расстоянии 0.164 ± 0.03 а.е. (~110 звездных радиусов) и делает один оборот за 31.39346 ± 0.00007 земных суток. Эффективная температура планеты оценивается авторами в 226 ± 22К, ее температурный режим близок к температурному режиму Марса.

Наблюдения за двойной системой K2-288 в ближайшие годы позволят определить орбиты обеих звезд пары вокруг общего центра масс – их большие полуоси, эксцентриситет и период обращения. Это, в свою очередь, позволит оценить влияние второго компаньона (звезды A) на динамическую эволюцию планеты.

Информация получена: http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/aafa70

 

 

9 января 2019
HD 21749 b: плотный мини-нептун у близкого оранжевого карлика

Космическая миссия TESS, предназначенная для поиска транзитных планет у ярких звезд на всей небесной сфере, продолжает радовать нас новыми открытиями. 31 декабря 2018 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию транзитной планеты у близкого оранжевого карлика HD 21749. На данный момент это самая долгопериодическая планета, обнаруженная TESS. Кроме того, у звезды HD 21749 был обнаружен дополнительный транзитный кандидат, планетную природу которого еще предстоит подтвердить.

HD 21749 (HIP 16069, GJ 143, TOI-186) – звезда главной последовательности спектрального класса K4 V, удаленная от нас на 16.328 ± 0.007 пк. Ее масса оценивается в 0.73 ± 0.07 солнечных масс, радиус – в 0.695 ± 0.03 солнечных радиусов, светимость составляет 20.6% от светимости Солнца. На расстоянии 22 угловых секунд от HD 21749 расположена звезда-гигант HIP 16068, не связанная с ней физически (это звезда заднего фона). Авторам пришлось учесть световое загрязнение, привносимое HIP 16068 в кривую блеска HD 21749, чтобы правильно оценить размер планеты – без учета этого загрязнения он оказывается заниженным.

Звезда HD 21749 имеет высокое южное склонение (расположена сравнительно недалеко от южного полюса эклиптики), поэтому она попала сразу на четыре сектора TESS. Каждый наблюдательный сектор TESS (полоса 96х24°) тянется от склонения 6° до полюса, время наблюдения каждого сектора составляет 27.4 суток. На высоких склонениях секторы частично перекрываются, позволяя увеличить время наблюдений. Авторы открытия провели анализ фотометрических данных за первые три сектора, которые были выложены в открытый доступ, т.е. за период с 25 июля по 14 октября 2018 года. На 1-м и 3-м секторе у звезды HD 21749 были обнаружены два транзитных события одинаковой глубины, у которых также совпадает интервал времени от 3 до 4 контакта (т.е. время схода планеты с диска звезды). К сожалению, часть кривой блеска во время второго транзитного события оказалась испорчена работой двигателей ориентации TESS, но авторы, тем не менее, пришли к выводу, что оба события вызваны одной планетой HD 21749 b.

Звезда прошла стандартную процедуру валидации (исключения астрофизических явлений, способных имитировать транзитный сигнал). Кроме того, авторы подняли архивные замеры ее лучевой скорости, полученные спектрографами HARPS (59 замеров), PFS (48 замеров), а также провели собственные дополнительные измерения на PFS в декабре 2018 года, получив еще 34 RV-замера в 9 различных ночей. Это позволило надежно подтвердить планетную природу транзитного кандидата и измерить его массу.

Итак, при массе, равной 23.2 ^+2.1/_-1.9 масс Земли, радиус планеты HD 21749 b составляет 2.84 ^+0.26/_-0.22 радиусов Земли, что приводит к средней плотности 5.7 ^+1.7/_-1.4 г/куб.см. Этот плотный мини-нептун вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 0.1914 ± 0.006 а.е. и эксцентриситетом 0.20 ± 0.08, и делает один оборот за 35.6077 ± 0.0014 земных суток. Температурный режим планеты соответствует температурному режиму Меркурия. Авторы отмечают, что настолько высокая средняя плотность для планеты такого размера хоть и необычна, но не уникальна – известна еще пара столь же плотных мини-нептунов (Kepler-131 b и K2-66 b).

Кривая блеска звезды HD 21749 демонстрирует еще один транзитный сигнал с периодом 7.788 земных суток и глубиной, соответствующей планете с радиусом 0.92 ± 0.09 радиусов Земли (если она вращается именно вокруг этой звезды). Каких-либо колебаний лучевой скорости, вызванных этой планетой, обнаружить не удалось. Авторы пока не могут исключить и тот вариант, что транзитный кандидат вращается вокруг соседней звезды HIP 16068 (и тогда его размеры будут гораздо больше). Ясность в этот вопрос внесут дальнейшие наблюдения.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/1901.00051.pdf

 

 

4 января 2019
HATS-54 b – HATS-58A b: еще пять транзитных горячих гигантов от HATSouth

Хотя количество известных экзопланет превысило 3.5 тысячи, только примерно у трех сотен из них масса и радиус известны с точностью лучше 20%. Подавляющее большинство этих планет открыто наземными транзитными обзорами и представляет собой горячие юпитеры (планеты-гиганты с орбитальными периодами короче 10 земных суток). Несмотря на рутинность открытий очередной порции горячих юпитеров, они пополняют массив данных для важных статистических обобщений, раскрывающих детали формирования и эволюции планетных систем.

20 декабря 2018 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию еще пяти транзитных горячих гигантов. Одна из планет (HATS-58A b) открыта в двойной звездной системе, в другой системе (HATS-56), возможно, обнаружена еще одна массивная планета-гигант на эксцентричной широкой орбите.

Таблица. 1. Свойства родительских звезд

Звезда	Расстояние, пк	Спектральный класс	Масса, солнечных масс	Радиус, солнечных радиусов	Возраст, млрд. лет	Металличность, [Fe/H]
HATS-54	769 ± 21	G4	1.097 ± 0.022	1.317 ± 0.036	6.60 ± 0.76	0.40 ± 0.03
HATS-55	623.6 ± 6.2	F8 V	1.196 +0.009/-0.012	1.126 ± 0.011	0.40 +0.29/-0.13	0.11 ± 0.04
HATS-56	577.1 ± 9.6	F5 IV	1.573 ± 0.017	2.201 ± 0.036	1.89 ± 0.08	0.19 ± 0.02
HATS-57	280 ± 3	G4 V	1.026 +0.019/-0.026	0.960 ± 0.011	2.5 +1.5/-1.1	0.27 ± 0.04
HATS-58A	492 ± 21	F	1.461 ± 0.043	1.433 ± 0.059	0.31 +0.33/-0.20	?

Таблица 2. Свойства планет

Планета	Большая полуось орбиты, а.е.	Орбитальный период, сут.	Масса, масс Юпитера	Радиус, радиусов Юпитера	Средняя плотность, г/куб.см	Эффективная температура, К
HATS-54 b	0.0376 ± 0.0002	2.54418	0.76 ± 0.10	1.067 ± 0.052	0.77 ± 0.16	1625 ± 22
HATS-55 b	0.0541 ± 0.0002	4.20420	0.921 ± 0.076	1.251 ± 0.026	0.587 ± 0.062	1367 ± 10
HATS-56 b	0.0604 ± 0.0002	4.32480 ± 0.00003	0.602 ± 0.035	1.688 +0.039/-0.055	0.155 +0.017/-0.013	1902 ± 16
HATS-57 b	0.0349 ± 0.0003	2.35062	3.147 ± 0.073	1.139 ± 0.028	2.65 ± 0.21	1413 ± 10
HATS-58A b	0.0580 ± 0.0006	4.21809 ± 0.00001	1.03 ± 0.23	1.095 ± 0.062	0.96 ± 0.27	1721 ± 34

В процессе валидации транзитных кандидатов авторы проанализировали данные о ближайших окрестностях целевых звезд, полученные астрометрической миссией «Гайя». У звезды HATS-58A на расстоянии 0.742 угловых секунд был обнаружен звездный компаньон на 0.92 звездных величин слабее. Общее собственное движение обеих звезд показывает, что они физически связаны и представляют собой широкую пару. Массу звезды HATS-58B авторы оценили в 1.216 ± 0.034 солнечных масс, скорее всего, это звезда позднего класса F. Данные о лучевых скоростях обоих компаньонов, полученных спектрографом HARPS, показали, что планета вращается вокруг главной (более яркой) звезды HATS-58A.

Данные «Гайи» об окрестностях других целевых звезд также не исключают наличия не разрешенных маломассивных звездных компаньонов, однако возможное загрязнение ими кривых блеска невелико и существенно не повлияет на параметры представленных транзитных планет.

Лучевая скорость звезды HATS-56 помимо гравитационного влияния планеты HATS-56 b демонстрирует дополнительный квадратичный дрейф, возможно, вызванный массивной планетой на широкой эксцентричной орбите. Если этот дрейф действительно вызван планетой HATS-56 c, то ее минимальная масса составит 5.11 ± 0.94 масс Юпитера, орбитальный период окажется равным 815 ⁺²⁵³/_-143 земных суток, а эксцентриситет орбиты – 0.46 ± 0.07. Эффективная температура этой планеты в предположении нулевого альбедо составит 332 ± 50К. Авторы намерены в течение ближайших двух лет продолжить мониторинг лучевых скоростей HATS-56, чтобы подтвердить или опровергнуть наличие планеты c и уточнить ее орбитальные параметры.

Новые планеты (обведены черными окружностями и подписаны) на плоскости «эффективная температура – радиус планеты» (слева) и «масса – радиус» (справа) среди других транзитных экзопланет-гигантов. Цветом показана эффективная температура планет, цветовая шкала расположена справа. Черными пунктирными линиями на правом графике показаны линии равной плотности 0.2, 0.5 и 3 г/куб.см.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/1812.07668.pdf

 

 

 

Архив новостей:

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012_1 2012_2 2013_1 2013_2 2014_1 2014_2 2015_1 2015_2 2016_1 2016_2 2017_1 2017_2 2018_1 2018_2