планетные системы
планетные системы
новости планетной астрономии
статьи
статистика
поиск
глоссарий
галерея
обновления
о сайте
ссылки

22 июля 2017
MASCARA-1 b: горячий гигант на резко наклоненной орбите
прямая ссылка на эту новость

К настоящему моменту известно 2747 транзитных планет, подавляющее большинство которых было открыто космическим телескопом им. Кеплера. Однако, как правило, эти планеты вращаются вокруг тусклых звезд (14-16 звездной величины), что сильно затрудняет их дальнейшее изучение.

Наземный транзитный обзор MASCARA посвящен поиску транзитных экзопланет у ярких звезд, чья видимая звездная величина попадает в интервал +4–8.4. Обзор основан на фотометрических наблюдениях, проводимых двумя комплексами автоматических телескопов, один из которых расположен в северном полушарии (в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос на Канарах), другой – в южном (на территории Южно-Европейской обсерватории в Ла Силья, Чили). Поскольку наблюдения ведутся сквозь земную атмосферу, MASCARA способен обнаруживать лишь планеты-гиганты.

17 июля 2017 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья об открытии транзитного горячего юпитера MASCARA-1 b. Это уже вторая планета, обнаруженная данным обзором (первая была представлена две недели назад).

MASCARA-1 (HD 201585, HIP 104513) – звезда главной последовательности спектрального класса A8 V. Ее масса оценивается в 1.72 ± 0.07 солнечных масс, радиус – в 2.1 ± 0.2 солнечных радиусов, светимость примерно в 13 раз превышает солнечную. Возраст звезды составляет 1.0 ± 0.2 млрд. лет.

Масса планеты MASCARA-1 b оценивается 3.7 ± 0.9 масс Юпитера. Такая низкая точность обусловлена низкой точностью замеров лучевой скорости родительской звезды – из-за быстрого вращения и высокой температуры фотосферы погрешность единичного замера достигала 250-300 м/с. При радиусе планеты 1.5 ± 0.3 радиусов Юпитера это приводит к средней плотности, равной 1.5 ± 0.9 г/куб.см. Гигант вращается вокруг своей звезды на расстоянии 0.043 ± 0.005 а.е. (~4.4 звездных радиуса) и делает один оборот за 2.14878 ± 0.00001 земных суток. Эффективная температура планеты оценивается авторами открытия в 2570 ± 50К.


Новая планета (показана желтой звездой) на плоскости «масса – радиус» среди других транзитных экзопланет. Цвет отражает эффективные температуры экзопланет, цветовая шкала представлена справа.

Высокая скорость вращения звезды благоприятствует измерению наклона орбиты транзитной планеты к оси вращения звезды с помощью эффекта Мак-Лафлина. Как оказалось, этот наклон (точнее, его проекция на небесную сферу, λ) достигает 69.5 ± 3°. Таким образом, новая планета подтверждает закономерность, подмеченную для транзитных планет звезд A- и раннего F-класса, чьи орбиты, как правило, резко наклонены к звездному экватору.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/1707.04262.pdf

 

 

20 июля 2017
Вторая планета в системе K2-18
прямая ссылка на эту новость

Планетная система K2-18 была представлена в марте 2015 года вместе с 17-ю другими транзитными планетами, обнаруженными во время первой наблюдательной кампании расширенной миссии «Кеплера» K2 и прошедшими процедуру валидации. На момент открытия в этой системе была обнаружена одна транзитная планета с радиусом 2.24 ± 0.25 радиусов Земли, получающая от своей звезды примерно столько же энергии, сколько получает Земля от Солнца. Орбитальный период планеты K2-18 b составил ~32.9 земных суток. Т.к. наблюдательные кампании расширенной миссии «Кеплера» длятся немного менее 80 суток, было зафиксировано всего два транзитных события одинаковой глубины и продолжительности. 29 августа 2015 года звезду K2-18 в течение 8.1 часов наблюдал космический инфракрасный телескоп им. Спитцера – он зафиксировал третий транзит мини-нептуна K2-18 b, произошедший в предсказанное время. Это исключило альтернативные объяснения двум транзитным событиям, обнаруженным «Кеплером» (например, что оба транзита вызваны двумя разными планетами, по одному разу прошедшими по звездному диску).

Относительная яркость звезды K2-18 (+13.5 в видимых лучах и +8.9 в полосе K) делала возможным окончательное подтверждение планетной природы K2-18 b и измерение ее массы методом измерения лучевых скоростей. С апреля 2015 года по май 2017 года было получено 75 замеров лучевой скорости звезды K2-18 с помощью спектрографа HARPS. Точность единичного замера составила 2.4-5.6 м/с для разных ночей. В результате исследователям удалось не только измерить массу мини-нептуна K2-18 b, но и обнаружить еще одну (не транзитную) планету K2-18 c.

Масса K2-18 b оказалась равной 8.0 ± 1.9 масс Земли, что приводит к средней плотности 3.7 ± 0.9 г/куб.см. Такая средняя плотность говорит или о наличии протяженной водородно-гелиевой атмосферы, и/или о том, что более половины массы планеты приходится на водяной лед. Эффективная температура планеты при альбедо, равном 0.3, оценивается в 235 ± 9К.


Планета K2-18 b (показана красным цветом) на плоскости «масса – радиус» среди других транзитных экзопланет небольшой массы. Для сравнения также показаны Земля и Венера.

Помимо колебаний лучевой скорости звезды K2-18, вызванных гравитационным взаимодействием с планетой b, ученые обнаружили колебания с периодом 8.962 ± 0.008 земных суток и полуамплитудой 4.63 ± 0.72 м/с, никак не связанные с проявлениями внутренней звездной активности. После анализа данных они пришли к выводу, что эти колебания вызываются планетой K2-18 c с минимальной массой (параметром m sin i) 7.5 ± 1.3 масс Земли, вращающейся на среднем расстоянии 0.060 ± 0.003 а.е., т.е. в 2.4 раза ближе планеты b. Температурный режим второй планеты близок к температурному режиму Меркурия.

Исследователи поискали в данных «Кеплера» следы транзитов внутренней планеты, но ничего не нашли. При этом минимальная масса K2-18 c достаточно велика, чтобы ее транзит проявился на кривой блеска, даже если эта планета состоит из чистого железа. Это означает, что планета K2-18 c не транзитная, а орбиты обеих планет имеют заметное взаимное наклонение.

Величина этого наклонения, впрочем, может быть весьма невелика и сравнима с взаимным наклонением орбит планет Солнечной системы. Авторы статьи подсчитали, что для того, чтобы K2-18 c не касалась звездного диска, ее орбита должна быть наклонена на угол больше 1.41° или меньше -2.25° к орбите планеты b (в зависимости от того, по какой половине звездного диска проходит хорда транзита).

Ученые исследовали динамическую устойчивость системы K2-18 и нашли, что система устойчива, если эксцентриситет орбиты планеты b не превышает величины 0.43, а планеты c – 0.47. Гравитационное взаимодействие обеих планет должно приводить к заметным вариациям времени наступления транзитов планеты b, достигающим 40 секунд. Наблюдения этих вариаций – дело ближайшего будущего.

Мини-нептун K2-18 b также будет прекрасной целью для космического телескопа им. Джеймса Вебба, который сможет изучать свойства его атмосферы методами трансмиссионной спектроскопии. Его родительская звезда – второй по яркости красный карлик, возле которого обнаружена транзитная планета в обитаемой зоне.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/1707.04292.pdf

 

 

19 июля 2017
EPIC 228813918 b: землеразмерная планета на 4.3-часовой орбите
прямая ссылка на эту новость

За последние годы было открыто несколько планет с ультракороткими периодами (менее 1 земных суток). В их число попали как горячие юпитеры (например, WASP-43 b), так и суперземли (CoRoT-7 b, Kepler-78 b). Более сотни транзитных кандидатов с ультракороткими периодами обнаружил космический телескоп им. Кеплера. Подавляющее большинство этих кандидатов имеют радиусы менее 2 радиусов Земли, что говорит об их железокаменном составе.

17 июля 2017 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию транзитной планеты земного типа EPIC 228813918 b с орбитальным периодом всего в 4.3 часа. Планета вращается вокруг красного карлика спектрального класса M3 V, удаленного от нас на 95 ± 14 пк.

Масса звезды оценивается в 0.463 ± 0.052 солнечных масс, радиус – в 0.442 ± 0.044 солнечных радиусов, светимость составляет 2.64 ± 0.58% от светимости Солнца. Из-за тусклости EPIC 228813918 (ее видимая звездная величина достигает +15.5) измерить массу планеты методом измерения лучевых скоростей не удалось, был получен только верхний предел в 0.7 масс Юпитера. Кроме того, звезда прошла стандартную процедуру валидации (исключения астрофизических явлений, способных имитировать транзитный сигнал).

Итак, радиус планеты EPIC 228813918 b оценивается в 0.89 ± 0.09 радиусов Земли. Планета вращается вокруг своей звезды на расстоянии всего 0.0058 ± 0.0006 а.е. (0.87 млн. км или 2.82 звездных радиуса!) На таком расстоянии очень сильны приливные силы. Авторы открытия показали, что из-за мощных приливных сил средняя плотность планеты не может быть меньше 6.4 г/куб.см, иначе ее просто разорвет! Это означает, что доля железа в составе планеты не может быть меньше 52.5 ± 7.5% (у Земли – 38%), а ее масса попадает в диапазон 0.82-1.67 масс Земли (нижняя граница интервала соответствует нижнему пределу плотности, верхняя – чисто железному составу). Эффективная температура планеты оценивается авторами в 1471 ± 47К при условии равномерного переизлучения тепла всей поверхностью, и 1880 ± 60К – при менее эффективном теплопереносе на ночную сторону). Скорее всего, дневное полушарие EPIC 228813918 b представляет собой сплошной лавовый океан.

Авторы полагают, что масса этой экстремальной горячей земли может быть измерена новым поколением высокоточных инфракрасных спектрометров, таких, как CARMENES или IRD. Однако тусклость родительской звезды и ожидаемая малая амплитуда колебаний ее лучевой скорости делают эти измерения трудными, фактически, находящимися на пределе возможного.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/1707.04549.pdf

 

 

12 июля 2017
Измерена истинная масса и наклонение орбиты нетранзитного горячего юпитера упсилон Андромеды b
прямая ссылка на эту новость

Горячий юпитер упсилон Андромеды b был открыт методом измерения лучевых скоростей еще на заре экзопланетных исследований – в 1997 году. Спустя два года были представлены две новые планеты в этой системе – теплый гигант упсилон Андромеды c с минимальной массой 2.11 масс Юпитера и орбитальным периодом 241.2 ± 1.1 земных суток, и эксцентричный (e = 0.41 ± 0.11) холодный гигант упсилон Андромеды d с минимальной массой 4.61 масс Юпитера и орбитальным периодом 1267 ± 30 земных суток. Тем самым упсилон Андромеды стала первой известной людям многопланетной системой у нормальной (не нейтронной) звезды.

Вопрос динамической устойчивости этой системы многократно изучался различными авторами. Однако для этого анализа необходимо оперировать истинными, а не минимальными массами планет. В 2010 году были проведены высокоточные астрометрические наблюдения звезды упсилон Андромеды на «Хаббле». Как оказалось, система расположена к нам почти плашмя – наклонение орбиты планеты c составило всего 8°, а ее истинная масса достигла ~14 масс Юпитера. Наклонение орбиты планеты d оказалось равным 24°, а ее истинная масса – 10 масс Юпитера. При этом взаимное наклонение орбит планет c и d достигало 30°!

В том же 2010 году была открыта четвертая планета в этой системе упсилон Андромеды e, а также звездный компаньон упсилон Андромеды B, удаленный от главной звезды на 9900 а.е.

7 июля 2017 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная обнаружению водяного пара в атмосфере внутренней планеты упсилон Андромеды b. Исследователи наблюдали звезду упсилон Андромеды с помощью высокоточного инфракрасного спектрометра NIRSPEC на Кеке 7 ночей в спектральной полосе L и 6 ночей в полосе K. Им удалось обнаружить линии водяного пара, образующиеся в атмосфере горячего юпитера упсилон Андромеды b, что позволило измерить лучевую компоненту орбитальной скорости этой планеты, меняющуюся в противофазе с лучевой скоростью родительской звезды. Лучевая скорость планеты b оказалась равной 55 ± 9 км/с. Учтя, что колебания лучевой скорости звезды, наведенные планетой b, имеют амплитуду 70.51 ± 0.37 м/с, авторы определили истинную массу планеты b в 1.70 +0.33/-0.24 масс Юпитера, а наклонение ее орбиты – в 24 ± 4°.

Авторы исследовали динамическую устойчивость системы упсилон Андромеды без учета внешней четвертой планеты e. Система лежит на границе устойчивости – из 216 прогонов только 122 оказались устойчивы на протяжении более 100 тыс. лет и 53 – устойчивы более 1 млн. лет. Для всех устойчивых конфигураций долгота восходящего узла планеты b была менее 40° или больше 320°. Из 53 относительно устойчивых конфигураций авторы выделили 24 с наклонением планеты b, лежащим в интервале от 23 до 25°, и проследили их эволюцию на протяжении 100 млн. лет. Неустойчивыми оказались только два решения. Во всех устойчивых решениях взаимное наклонение планет b и d не превышало 2°, при этом взаимное наклонение планет b и c с одной стороны, и c и d с другой составило 29°.

Авторы планируют дальнейшие наблюдения системы в спектральной полосе L, где линии водяного пара наиболее сильны. Это поможет определить структуру и состав атмосферы самой внутренней планеты системы упсилон Андромеды.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/1707.01534.pdf

 

 

8 июля 2017
MASCARA-2 b (KELT-20 b): транзитный горячий юпитер у молодой A-звезды
прямая ссылка на эту новость

7 июля 2017 года сразу два научных коллектива объявили об открытии транзитного горячего юпитера у молодой звезды спектрального класса A2 V HD 185603.

Первый коллектив под руководством Герта Таленса (G.J.J. Talens) проводил фотометрические наблюдения с помощью Multi-Site All-Sky CAmeRA (MASCARA), одна из которых находится в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос на Канарах, другая – на территории Южно-Европейской обсерватории в Ла Силья, Чили. MASCARA ведет поиск транзитов у ярких звезд (ярче +8 звездной величины), удобных для дальнейшего изучения.

Второй коллектив – наземный транзитный обзор KELT, для которого эта планета стала двадцатой, ведущий автор исследования – Майкл Лунд (Michael B. Lund). KELT также оптимизирован под поиск планет у сравнительно ярких звезд (обычно +8-10 звездной величины).

Оба научных коллектива провели процедуру валидации транзитного кандидата. Хотя массу транзитной планеты измерить не удалось, на нее были наложены верхние пределы, помещающие кандидата в диапазон планетных масс.

Итак, HD 185603 (MASCARA-2, KELT-20, HIP 96618) – молодая яркая звезда спектрального класса A2 V. Относительно ее точных параметров мнения ученых разделились. Таленс с коллегами оценил ее массу в 2.0 +0.2/-0.1 солнечных масс, Лунд – в 1.76 +0.14/-0.20 солнечных масс. На радиус есть целых три оценки: от Таленса – 1.9 +0.4/-0.2 солнечных радиусов (спектроскопическая оценка), от Лунда – 1.56 ± 0.06 солнечных радиусов, и от Таленса 1.7 ± 0.2 солнечных радиуса (основанная на сравнении болометрической светимости и эффективной температуры). Соответственно, различаются и оценки светимости звезды – 15 ± 3 солнечных светимостей (Таленс) и 12.6 ± 2.2 солнечных светимостей (Лунд). Впрочем, оценки согласуются друг с другом в пределах одного стандартного отклонения.

HD 185603 – звезда молодая и быстро вращающаяся. Команда Таленса оценила ее возраст в 300 +200/-100 млн. лет, команда Лунда наложила на него верхний предел в 600 млн. лет, обе оценки также согласуются друг с другом.

Поскольку глубина транзита непосредственно дает радиус планеты в долях радиуса звезды, оценки физических размеров планеты у обоих коллективов заметно различаются. Группа Таленса оценила размеры транзитной планеты в 2.2 +0.5/-0.3 радиуса Юпитера, группа Лунда – в 1.73 ± 0.07 радиусов Юпитера. Планета вращается вокруг своей звезды на среднем расстоянии 0.067 ± 0.007 а.е. (Таленс) или 0.054 ± 0.002 а.е. (Лунд) и делает один оборот за 3.47413 ± 0.00001 земных суток. Эффективная температура планеты оценивается исследователями в 2230 ± 70К и 2261 ± 73К, соответственно.

Будущие наблюдения HD 185603, в том числе точное измерение тригонометрического параллакса, проводимое «Гайей», поможет уточнить параметры этой звезды, а значит – и параметры транзитной планеты и системы в целом.

HD 185603 быстро вращается, что затрудняет измерение ее лучевых скоростей с приемлемой точностью. Оба коллектива попытались измерить массу планеты – и оба потерпели неудачу. Таленс сотоварищи наложил на массу MASCARA-2 b верхний предел в 15 масс Юпитера, Лунд – гораздо более жесткий предел в 3.52 масс Юпитера.

С другой стороны, быстрое вращение родительской звезды облегчает измерение наклонения орбиты планеты к оси вращения звезды с помощью эффекта Мак-Лафлина. Группа Таленса оценила это наклонение в 0.6 ± 4°, группа Лунда – в 3.4 ± 2.1°. Таким образом, горячий юпитер вращается практически в плоскости экватора своей звезды. Этим система MASCARA-2 отличается от большинства других систем звезд ранних спектральных классов, где орбиты близких планет обычно сильно наклонены к экватору звезды.


Транзитные горячие юпитеры с измеренным наклонением орбиты к оси вращения звезды на плоскости «температура родительской звезды – наклонение». Планеты звезд с температурой свыше 7000К подписаны. Для планеты HAT-P-57 b приводится два решения. KELT-20 b (MASCARA-2 b) выделена красным цветом.

Среди шести известных транзитных планет, вращающихся вокруг A-звезд, только MASCARA-2 b вращается почти в плоскости экватора своей звезды.

Интересна приливная эволюция этой планеты. Поскольку период вращения звезды короче орбитального периода планеты, под действием приливных сил планета будет удаляться от звезды, а не приближаться к ней. Правда, заметными эти изменения будут только при низкой добротности Q ~ 105.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/1707.01500.pdf
https://arxiv.org/pdf/1707.01518.pdf

 

 

6 июля 2017
EPIC 228754001 b: эксцентричный горячий юпитер у красного гиганта
прямая ссылка на эту новость

Известно, что свойства планетных систем зависят от массы родительской звезды, и что планетные системы звезд промежуточной массы отличаются от планетных систем солнцеподобных звезд. Более удобно вести поиск планет у звезд промежуточной массы, когда те уже сошли с главной последовательности и стали красными гигантами – расширение атмосферы и уменьшение скорости вращения приводит к появлению в спектре таких звезд многочисленных узких линий, по сдвигу которых можно определять их лучевую скорость с приемлемой точностью. К настоящему моменту методом измерения лучевых скоростей было открыто более сотни планет у звезд красных гигантов. Однако транзитных планет у красных гигантов известно очень мало – из-за крупных размеров звездного диска транзиты даже планет-гигантов оказываются очень мелкими и легко замываются земной атмосферой, поэтому наземные транзитные обзоры оказываются тут бессильными. Только после выведения телескопов в космос стало возможным обнаруживать транзитные планеты у звезд красных гигантов, рекордсменом тут стал космический телескоп им. Кеплера.

5 июля 2017 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию транзитной планеты-гиганта у красного гиганта EPIC 228754001. Транзитный кандидат был обнаружен «Кеплером» в рамках расширенной миссии K2 во время 10-й наблюдательной кампании. Проверка планетной природы транзитного кандидата была проведена методом измерения лучевых скоростей с помощью спектрографов HARPS и FEROS. Также авторы воспользовались замерами лучевой скорости EPIC 228754001, сделанными их коллегами-конкурентами под руководством Grunblatt (этот коллектив делал замеры на спектрографе HIRES).

Итак, EPIC 228754001 (2MASS J12083992-0844497) – красный (точнее, оранжевый) гигант спектрального класса K0 III. Его масса оценивается в 1.19 ± 0.04 солнечных масс, радиус – в 4.11 ± 0.05 солнечных радиусов, светимость примерно в 8.8 раз превосходит солнечную. Возраст звезды составляет 5.5 ± 0.4 млрд. лет. Расстояние до звезды не сообщается, но, исходя из ее светимости и видимой звездной величины (+11.65) его можно оценить в 586 пк.

Масса планеты EPIC 228754001 b оказалась равной 0.495 ± 0.007 масс Юпитера, радиус – 1.089 ± 0.006 радиусов Юпитера. Интересно, что, несмотря на близость к звезде (большая полуось орбиты составляет 0.0916 ± 0.0006 а.е. или 4.76 ± 0.5 звездных радиусов), орбита планеты отличается сравнительно высоким эксцентриситетом – 0.29 ± 0.05. Гигант делает один оборот вокруг своей звезды за 9.1708 ± 0.0025 земных суток и нагрет до 1586 ± 10К.

Таким образом EPIC 228754001 b стала самой эксцентричной планетой с периодом короче 50 земных суток, вращающейся вокруг звезды красного гиганта.


Планета EPIC 228754001 b (показана синим треугольником) на плоскости «большая полуось орбиты – масса планеты» среди других планет у звезд красных гигантов. Черными кружками показаны планеты, открытые методом лучевых скоростей, розовыми незаполненными кружками – транзитные планеты.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/1707.00779.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