Чибис-М

Обнаружены две планеты у красного карлика GJ 3473

Категория: Экзопланеты

У красного карлика GJ 3473 обнаружена транзитная суперземля массой 1.9 масс Земли и радиусом 1.26 радиусов Земли, и не транзитный мини-нептун с проективной массой 7.4 масс Земли и температурным режимом Венеры.

Владислава Ананьева

Более 95% известных экзопланет обнаружены двумя методами – транзитным и методом лучевых скоростей. При этом максимум информации приносит применение обоих этих методов одновременно. Измеряя глубину транзитов, можно узнать радиус планеты, измеряя лучевую скорость звезды в ее движении вокруг барицентра системы «звезда + планета», можно определить массу планеты. Знание и массы, и радиуса позволяет вычислить среднюю плотность и оценить химический состав. Поэтому астрономы стремятся измерить массу как можно большего количества транзитных экзопланет.

23 сентября 2020 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию двух планет у красного карлика GJ 3473. Звезда попала на 7 сектор TESS, которая зарегистрировала транзиты внутренней планеты GJ 3473 b. Измеряя массу последней, исследователи обнаружили и вторую не транзитную планету GJ 3473 c. 

GJ 3473 (TOI-488, LHS-1972) – красный карлик спектрального класса M4 V, удаленный от нас на 27.39 ± 0.04 пк. Его масса оценивается в 0.36 ± 0.016 солнечных масс, радиус – в 0.364 ± 0.012 солнечных радиусов, светимость составляет 1.5% от светимости Солнца. Судя по низкому уровню хромосферной активности и очень медленному вращению, звезда отличается зрелым возрастом как минимум в несколько миллиардов лет.

GJ 3473 входит в состав широкой пары: на расстоянии 49.29 ± 0.09 угловых секунд (1350 ± 3 а.е. в проекции на небесную сферу) находится звездный компаньон спектрального класса M6 V. 

TESS вела фотометрический мониторинг GJ 3473 на 7 секторе – с 7 января по 2 февраля 2019 года. Кривая блеска звезды продемонстрировала транзитный сигнал с периодом 1.198 суток и глубиной, соответствующей планете с радиусом 1.264 ± 0.05 радиусов Земли. Звезда прошла стандартную процедуру валидации – в частности, были получены высококачественные снимки ее ближайших окрестностей на телескопах Gemimi и Kek II. 

Для измерения массы транзитной планеты исследователи получили 64 замера лучевой скорости GJ 3473 с помощью визуального канала спектрометра CARMENES, 56 замеров с помощью спектрометра IRD, установленного на Субару, и 32 замера на HARPS. Лучевая скорость звезды продемонстрировала два колебания – с периодом 1.198 суток, явно соответствующем транзитной планете, и 15.509 суток. Второе колебание не коррелировало ни с какими признаками звездной активности, и авторы пришли к выводу, что оно вызвано гравитационным влиянием внешней не транзитной планеты.

Масса планеты GJ 3473 b оказалась равной 1.86 ± 0.3 масс Земли, ее средняя плотность оценивается в 5.03 ^+1.07/_-0.93 г/куб.см. Верхнее значение оценки средней плотности соответствует железокаменному составу, но нижнее требует наличия некоторого количества водяного льда. Суперземля вращается вокруг своей звезды по круговой орбите на расстоянии 0.0159 ± 0.0006 а.е. (9.4 звездных радиуса), ее эффективная температура достигает 773 ± 16К. 

Проективная (минимальная, m sin i) масса внешней планеты составляет 7.4 ± 0.9 масс Земли, ее орбита также близка к круговой. Малые эксцентриситеты обеих планет говорят о динамической не возмущенности этой системы – а раз так, взаимные наклонения орбит, скорее всего, малы, внешняя планета является «почти транзитной», а ее истинная масса мало отличается от проективной. Почти наверняка GJ 3473 c является мини-нептуном. Эффективная температура внешней планеты оценивается в 329 ± 7К, другими словами, ее температурный режим близок к температурному режиму Венеры.

---