15 новых планет открыто возле звезд-карликов

Исследовательская группа под руководством Терюки Хирано из Департамента науки и планетных наук Токийского технологического института открыла 15 экзопланет, вращающихся вокруг звезд — красных карликов. Один из самых ярких красных карликов, K2-155, который находится на расстоянии около 200 световых лет от Земли, имеет три транзитных сверхземли. Из этих трех сверхземлей самая внешняя планета, K2-155d, с радиусом в 1,6 раза превышающим Землю, может находиться в зоне обитания своей звезды-хозяина.

Выводы, опубликованные в виде двух статей в «Астрономическом журнале», основаны на данных второй миссии космического корабля NASA Kepler, K2 и последующих наблюдениях с использованием наземных телескопов, в том числе телескопа Subaru на Гавайях и Северного оптического телескопа (НЕ) в Испании.

Исследователи обнаружили, что K2-155d потенциально может иметь жидкую воду на ее поверхности — выводы сделаны на основе трехмерного моделирования глобального климата. Хирано говорит: «В наших симуляциях атмосфера и состав планеты считались земными, но нет никакой гарантии, что это так».

Более точная оценка радиуса и температуры звезды K2-155 необходима для окончательного заключения, пригодна ли K2-155d для жизни. Достижение такой точности потребует дальнейших исследований, например, с использованием интерферометрических методов. Ключевым результатом нынешних исследований было то, что планеты, вращающиеся вокруг красных карликов, могут иметь удивительно схожие характеристики с планетами, вращающимися вокруг звезд солнечного типа.

«Важно отметить, что число планет вокруг красных карликов намного меньше, чем количество планет возле звезд солнечного типа», — говорит Хирано. «Красные карликовые системы только начинают изучаться, поэтому они очень интересные цели для будущих исследований экзопланет».

Например, хотя ранее сообщалось о так называемом радиальном разрыве планет* вокруг звезд солнечного типа, это первый случай, когда исследователи показали аналогичный разрыв в планетах вокруг красных карликов. «Это уникальное открытие, и многие астрономы сейчас изучают, что вызывает этот разрыв», — говорит Хирано.

Он добавляет, что наиболее вероятным объяснением отсутствия больших планет вблизи звезд хозяев является фотоэвапарирование, которое может отбросить оболочку планетарной атмосферы.

Ученые также исследовали связь между радиусом планеты и металличностью звезды-хозяина. «Большие планеты обнаруживаются только вокруг звезд, богатых металлом, — говорит Хирано, — и то, что мы нашли, соответствовало нашим прогнозам. Несколько планет с радиусом примерно в три раза больше, чем Земля, были обнаружены на орбите самых богатых металлом красных карликов».

Исследования проводились в рамках сотрудничества KESPRINT, научной группы, сформированной в результате слияния KEST (Научная группа Экзопланет Кеплера) и ESPRINT (Equipo de Seguimiento de Planetas Rocosos Intepretando sus Transitos) в 2016 году.

С запланированным запуском спутника Survey Exoplanet Survey Satellite NASA (TESS) в апреле 2018 года Хирано надеется, что будет обнаружено еще больше планет. «Ожидается, что телескоп TESS найдет много планет-кандидатов вокруг ярких звезд, приближающихся к Земле», — говорит он. «Это значительно облегчит последующие наблюдения, в том числе исследование атмосферы планет и определение точной орбиты планет».

Радиальный разрыв планет — экзопланеты, меньшие, чем Нептун, многочисленны, но природа популяций планеты в радиусе радиуса 1-4 радиуса Земли остается загадкой. Полные данные Кеплера кандидатов на экзопланеты Q1-Q17 показывает пробел при ~ 2 радиусах Земли. Причина этого разрыва все еще обсуждается.

Больше информации: Teruyuki Hirano et al, Exoplanets around Low-mass Stars Unveiled by K2, The Astronomical Journal (2018). DOI: 10.3847/1538-3881/aaa9c1