Kepler - космический телескоп для поиска планет

[vika vorobyeva]

Кремальера, да бог с вами, какой кислород.
Трансмиссионный спектр говорит об атмосфере с малой средней молярной массой, т.е. о водородно-гелиевой. Отношение O/H от 1 до 300 солнечного, наиболее вероятное значение 20, это тоже большой плюс к водороду как основной атмосферной составляющей. Какой кислород в водородной атмосфере? Одна молния, и бабах.
И K2-18 b – не суперземля, а явный мини-нептун. Радиус 2.7 земных, средняя плотность ~2.4 г/куб.см. Там атмосфера глубиной в тысячи километров.

[Андрей Астрофизический]

Водяной пар.

H₂O есть соединение водорода и кислорода. Практически неизбежное, надо отметить, соединение, ибо

Одна молния, и бабах.

Поэтому везде где есть в неких количествах водород и кислород, они соединятся в это химическое соединение.
А в остатке останется то, что было в избытке. На нашей планете это кислород, а на обсуждаемой - водород.

[Кремальера]

Через два года летит Уэбб,он напрямую даст спектры азота,углекислого газа,метана в атмосфере K2-18b,вполне может статься и так что данные по сверх-богатой водородом атмосфере могут быть завышенными.

[Dayan]

Через два года летит Уэбб,он напрямую даст спектры азота,углекислого газа,метана в атмосфере K2-18b,вполне может статься и так что данные по сверх-богатой водородом атмосфере могут быть завышенными.

А могут быть и заниженными. Но даже если в атмосфере не очень много водорода, это всё равно не делает K2-18b более похожей на Землю – её плотность слишком низка (даже для планеты с земной массой, не говоря уже о ~ 9 земных массах), во всяком случае это установлено гораздо надёжнее. Если много не водорода, так много чего-нибудь другого летучего – например гелия, воды (как минимум это уже показано), метана с аммиаком.
Не понимаю тех, кто питает надежды на обитаемость таких массивных планет (с радиусами больше радиуса планет в зазоре Фултона, ~ 1.7 земного). То, что сейчас такие планеты открывают есть эффект селекции, т.к. они большие (по массе или радиусу) и их легче обнаружить современными средствами. Только это не значит, что планет с околоземной массой нет в обитаемой зоне других звёзд – они точно есть, и их очевидно больше, чем всех этих суперземель и мининептунов: в природе того, что меньше по массе – больше по количеству.

[Кремальера]

Для меня данная работа не лишний повод поспорить с людьми(вами или ув.Викой) зубы съевшими на проблеме.А лишь лишь наглядный пример помогающий очертить рамки целевой системы.Понимание того насколько супер -земли могут быть целевыми мирами,насколько неукротимой может быть "неукротимая планета"-весьма важное прикладное знание.Понятно что с новым инструментарием в первую голову будут искать Баунти(и найдут-таки!),но исходя из физических реалий не достижимости суб-релятивистских скоростей и биологических ограничений хомо,придется ограничится целевой сферой в 3-4 парсека.Любой "водный пар" в любом,самом не приветливом месте,имеет значение.

[Olweg]

Искать будут исходя из возможностей инструмента, а не гипотетической досягаемости. Конечно, планеты у ближайших звёзд изучать проще, но ограничиваться 3-4 парсеками вряд ли кто-то будет.

[Андрей Астрофизический]

Любой "водный пар" в любом,самом не приветливом месте,имеет значение.

Распространенность элементов во вселенной намекает о том, что "водный пар" на планетах встречаться будет, вероятно, чаще чем думают некоторые.
Так что сам по себе сей факт еще не делает планету чем-то уникальным.

[Dayan]

Для меня данная работа не лишний повод поспорить с людьми(вами или ув.Викой) зубы съевшими на проблеме.А лишь лишь наглядный пример помогающий очертить рамки целевой системы.Понимание того насколько супер -земли могут быть целевыми мирами,насколько неукротимой может быть "неукротимая планета"-весьма важное прикладное знание.Понятно что с новым инструментарием в первую голову будут искать Баунти(и найдут-таки!),но исходя из физических реалий не достижимости суб-релятивистских скоростей и биологических ограничений хомо,придется ограничится целевой сферой в 3-4 парсека.Любой "водный пар" в любом,самом не приветливом месте,имеет значение.

В таком случае у нас есть планеты Солнечной системы, для достижения которых субрелятивистские скорости совсем не обязательны. На ближайшие столетия.
У нас есть Марс – самая землеподобная планета Солнечной системы. Там совершенно точно есть вода и твёрдая поверхность, температура иногда принимает положительные значения. При продуманном подходе эту планету можно сделать вторым домом для человечества.
У нас есть Венера, которая одновременно подобна Земле, и одновременно чем-то напоминает мининептун при должной фантазии. На высоте около 55 км над поверхностью имеются более-менее приемлемые для человека давление и температура – воздушные города-колонии могли бы стать генеральной репетицией для будущих колоний на (мини)нептунах. И сила тяжести там почти такая же, как на Земле.
Вон сколько плюсов! А ещё есть Луна, астероиды и другие тела Солнечной системы, которые тоже что-то могут предложить!

По поводу 4 парсек – в этом радиусе уже обнаружено несколько претендентов в землеподобные планеты, которые в отличие от K2-18b возможно имеют более интересную массу: это планеты в системах Проксимы, Росс 128 и звезды Тигардена. Система K2-18 же по данным Gaia DR2 находится в 38 пк от нас (или почти в 124 световых годах).

Любой "водный пар" в любом,самом не приветливом месте,имеет значение.

Распространенность элементов во вселенной намекает о том, что "водный пар" на планетах встречаться будет, вероятно, чаще чем думают некоторые.
Так что сам по себе сей факт еще не делает планету чем-то уникальным.

Ага. Кислород является третьим после водорода и гелия химическим элементом во Вселенной, а вода – вторым химическим соединением по распространённости после H₂. Хотя глядя на 4 внутренние планеты Солнечной системы может показаться, что она является дефицитом. Только это не должно вводить в заблуждение! Как видим в открываемых сегодня планетных системах, обладающих суперземлями и мининептунами, она настолько широко распространена, что будущим покорителям этих систем такое положение может показаться чем-то отрицательным! Когда кругом вода, и большинство планет сверх-земной массы (и даже, по-видимому, около- и суб-земной массы) состоит в основном из неё, а всего остального относительно мало, то тут уж хочешь – не хочешь придётся обращать внимание на более широкий круг систем.

[николай теллалов]

В таком случае у нас есть планеты Солнечной системы, для достижения которых субрелятивистские скорости совсем не обязательны. На ближайшие столетия.

+

но мне все-таки любы астероиды

[Кремальера]

В таком случае у нас есть планеты Солнечной системы,

Тут с натяжкой(и очень большой) можно говорить лишь только о Марсе.Говоря о недо-Земле-2,я имел ввиду мир со значимо  лучшими условиями чем на Марсе(хотя и не земными),пусть и приливно захваченый,с нормальным давлением только в низменных оазисах,но все-таки обладающий кислородной атмосферой позволявшей бы обходиться без намордника.Имейся железобетонно такой даже слякотный  снежок в 4-10 годах,это сделало бы его лучшей целью, нежели пыльный кирпичный шарик в 100 млн.километров.Сейчас бы на симпозиумах кушали канапе за сборку звездолета на НОО  а не за жестяное марсианское безобразие от спейсов.

[николай теллалов]

это сделало бы его лучшей целью

лучшей - при наличии телепортала только

[SpaceEngineer]

обладающий кислородной атмосферой позволявшей бы обходиться без намордника

Это уже ненаучная фантастика.

[Dayan]

В разряд подтвержденных перешла планета K2-138g.

Ранее наблюдалось всего 2 ее транзита и вот теперь трудами "Спитцера" есть третий. Теперь K2-138 полноценная шестипланетка.

Ещё одна интересная статья, вышедшая сегодня в Архиве, посвящена открытию пятипланетной системы, совершённому участниками проекта "Exoplanet Explorers" на платформе Zooniverse: The K2-138 System: A Near-Resonant Chain of Five Sub-Neptune Planets Discovered by Citizen Scientists.
K2-138 представляет собой умеренно яркую (V = 12.2^m) звезду класса K1V, наблюдавшуюся в 12 кампании миссии "K2". Её светимость составляет около 0.56 светимости Солнца (согласно закону С-Б).
Расстояние до звезды оценивается примерно в 183 пк (или 597 световых лет).

Периоды 5 транзитных планет, найденных около K2-138, составляют 2.35, 3.56, 5.40, 8.26 и 12.76 суток. Они образуют непрерывную цепочку резонансов с соотношением периодов любой пары соседних планет около 3:2. Радиусы планет от внутренней к внешней соответственно составляют 1.57, 2.52, 2.66, 3.29 и 2.81 R_⊕.
Точности данных "Кеплера" оказывается недостаточным, чтобы определить TTV планет, однако по большей части они меньше 5 минут.

Update. Забыл сказать, что в данных "K2" этой звезды обнаружено ещё 2 транзита, которые не принадлежат ни одной из 5 планет. Эти два транзита имеют сравнимые глубину и длительность, и могут принадлежать одной планете. Если это так, то 6-я планета имеет период 41.97 суток и радиус примерно 2.8 R_⊕.

Сегодня в Архиве вышла статья, в которой авторы с помощью HARPS измерили массы 4 внутренних планет и наложили ограничения на массы двух внешних планет системы K2-138. Exoplanet characterisation in the longest known resonant chain: the K2-138 system seen by HARPS

Всего было получено 215 спектров, по которым определены лучевые скорости и уточнены параметры родительской звезды.
Сейчас система выглядит так:
Родительская звезда имеет спектральный класс G8 главной последовательности. Она имеет массу ~ 0.93 M⊙, радиус ~ 0.86 R⊙, Teff ≈ 5356 K, согласно закону С-Б светимость около 0.55 L⊙. Металличность превышает солнечную в ~ 1.38 раза, а возраст неуверенно оценивается в 2.8 млрд лет.
Система удалена от нас на расстояние около 208.9 пк (или 681 световых лет).

Эксцентриситеты орбит планет определены плохо, но совместимы с нулём. Массы 4 внутренних планет (b, c, d, e) составляют 3.1 ± 1.1, 6.3 ^+1.1_–1.2, 7.9 ^+1.4_–1.3, 13.0 ± 2.0 M⊕. При радиусах 1.510 ^+0.110_−0.084, 2.299 ^+0.120_−0.087, 2.390 ^+0.104_−0.084, 3.390 ^+0.156_−0.110 R⊕ их средние плотности составляют примерно 4.85, 2.79, 3.15 и 1.79 /см³. Массы планет f и g меньше 8.69 и 25.47 M⊕ соответственно (их радиусы составляют 2.904 ^+0.164_−0.111 и 3.013 ^+0.303_−0.251 R⊕): их формальные массы составляют 1.6 ^+2.1_−1.2 и 4.3 ^+5.3_−3.0 M⊕.

То есть как минимум 5 из 6 планет являются мининептунами – их расположение на диаграмме "масса-радиус" показано на картинке. Только планета b расположена чуть выше линии 100% силикатов, и с небольшой вероятностью может являться твердотельной суперземлёй – с большей же вероятностью она является мининептуном (т.е. содержит много лёгких веществ, например воду, которая при имеющихся на планете инстелляции и температуре находится в сверхкритическом состоянии).

На второй картинке сплошными чёрными линиями показано расположение орбит планет системы K2-138, зелёными пунктирными линиями показано положение резонанса 3:2. Видно, что 5 внутренних планет близки к этому резонансу. Радиусы планет преувеличены в 50 раз. Между планетами f и g имеется "широкое" пространство, в котором может существовать неизвестная планета (или планеты).

[Dayan]

arXiv:1902.09670: A warm Jupiter-sized planet transiting the pre-main sequence star V1298 Tau

В данных Кеплера нашли транзитную планету у молодой (23 млн лет) солнцеподобной звезды. Это первая транзитная планета столь юного возраста. Ее радиус оценивается в 0.9 RJ, период - 24 дня, массу не определили, верхний предел - 8 MJ. Что характерно, все транзитные кривые  будто чем-то испорчены - и каждый раз по разному - внятного объяснения этому нет.

В этой системе по данным K2 нашли ещё три транзитные планеты! Four newborn planets transiting the young solar analog V1298 Tau

Родительская звезда имеет спектральный класс K0-K1.5, но это пока она очень молода (в будущем ей предстоит стать F-звездой ГП). Её масса оценивается в 1.101 M⊙, радиус ~ 1.345 R⊙. Светимость примерно равна солнечной.

Планеты в порядке удаления от звезды:
c обращается с периодом 8.250 суток и имеет радиус ~ 5.59 R⊕.
d обращается с периодом 12.403 суток и имеет радиус ~ 6.41 R⊕.
b обращается с периодом 24.140 суток и имеет радиус ~ 10.27 R⊕.
Для e период неизвестен, т.к. в 74-суточной фотометрии был найден всего один транзит. Судя по продолжительности транзита период, возможно, лежит в диапазоне 36-223 суток (с наиболее вероятным значением в районе 60 суток). Радиус планеты ~ 8.74 R⊕.

Легко заметить, что две внутренние планеты близки к орбитальному резонансу 3:2, а вторая и третья планеты – к 2:1.

Возможно планеты всё ещё находятся в стадии сжатия и охлаждения.

[Dayan]

И ещё стоило бы привести здесь интересную статью, вышедшую в Архиве двое суток назад (надеюсь, что ничего страшного ).
Using HARPS-N to characterise the long-period planets in the PH-2 and Kepler-103 systems
В ней большой коллектив астрономов представил результаты измерения масс одной планеты в системе PH-2 и двух планет в системе Kepler-103. Необходимые спектры были получены с помощью HARPS-N.

Напомню, что PH-2b была открыта по данным основной миссии Кеплера в 2012 году, и представляет собой планету-гигант размером с Сатурн в зоне обитаемости солнцеподобной звезды:

Участники (и учёные) проекта "Planet Hunters" в своей статье (Planet Hunters. V. A Confirmed Jupiter-Size Planet in the Habitable Zone and 42 Planet Candidates from the Kepler Archive Data) сообщают об открытии 42 новых кандидатов и о подтверждении методом исключения ложных случаев планеты PH2 b (KIC 12735740) - газового гиганта в обитаемой зоне солнцеподобной звезды.
Радиус PH2 b составляет 10.12 земных и обращается вокруг чуть более тусклой (L_*=0.79 L⊙) чем Солнце звезды по эллиптической орбите (e=0.41^+0.08_−0.29) с периодом 282.53 суток. В предположении альбедо, равном 0.3, эффективная температура на планете оценивается в 281 K.

Сейчас система выглядит так:
PH-2 имеет массу ~ 0.958 M⊙, радиус ~ 0.961 R⊙, Teff ≈ 5711 K, согласно закону С-Б светимость около 0.89 L⊙ (блеск V = 12.7^m). Металличность примерно равна солнечной.
Система удалена от нас на расстояние около 347 пк (или 1132 световых года).

PH-2b по своим параметрам очень напоминает Сатурн (за исключением расстояния от звезды): при радиусе 9.49 ± 0.16 R⊕ она имеет массу 109 ⁺³⁰_–32 M⊕, что даёт среднюю плотность около 0.70 г/см³. Планета обращается по эллиптической орбите (e ≈ 0.28) с большой полуосью ~ 0.824 а.е., т.е. находится на внутреннем краю оптимистической зоны обитаемости. Если у неё есть крупные спутники, они могли бы быть потенциально обитаемыми.

Две транзитные планеты Kepler-103 были подтверждены в 2014 году.
Родительская звезда является F-карликом (блеск V = 12.36^m), имеет массу ~ 1.212 M⊙, радиус ~ 1.492 R⊙, Teff ≈ 6047 K, согласно закону С-Б светимость около 2.68 L⊙. Металличность превышает солнечную примерно в 1.41 раза. Возраст ~ 3.5 млрд лет.
Расстояние до системы около 502 пк (или 1637 световых лет).

Планеты:
b обращается по эллиптической орбите (e ≈ 0.171) с периодом 15.965 суток (большая полуось ~ 0.133 а.е.), имеет радиус ~ 3.486 R⊕, массу 11.7 ^+4.3_–4.7 M⊕, среднюю плотность ~ 1.52 г/см³.
c обращается по слегка эллиптической орбите (e ≈ 0.103) с периодом 179.610 суток (большая полуось ~ 0.668 а.е.), имеет радиус ~ 5.454 R⊕, массу 58.5 ^+11.2_–11.4 M⊕, среднюю плотность ~ 1.98 г/см³.
Обе планеты гораздо горячее Меркурия.

[vsf]

arXiv:1902.09670: A warm Jupiter-sized planet transiting the pre-main sequence star V1298 Tau

В данных Кеплера нашли транзитную планету у молодой (23 млн лет) солнцеподобной звезды. Это первая транзитная планета столь юного возраста. Ее радиус оценивается в 0.9 RJ, период - 24 дня, массу не определили, верхний предел - 8 MJ. Что характерно, все транзитные кривые  будто чем-то испорчены - и каждый раз по разному - внятного объяснения этому нет.

В этой системе по данным K2 нашли ещё три транзитные планеты! Four newborn planets transiting the young solar analog V1298 Tau

Интересная схема приведена в последней статье (вложенный рисунок).

Во-первых, там показана неопубликованная транзитная планета в очень близкой системе красного карлика AU Микроскопа.

Во-вторых, показано как выделяются новые планеты системы V1298 Tau по сравнению с распределением известных подтвержденных транзитных планет (контуры серого и черного цвета). В связи с этим предполагается, что эти планеты при возрасте системы в 5 миллиардов лет сократятся в размерах в несколько раз (вертикальные линии).

В-третьих, на схеме хорошо видно какой огромный вклад внес телескоп "Кеплер" в области молодых транзитных планет. Из 18 планет на схеме, 16 открыты именно космическим телескопом "Кеплер", и пока только 2 телескопом TESS (в системах AU Микроскопа и DS Tuc). Правда на схеме почему-то не отображен транзитный молодой горячий юпитер PTFO8-8695 b, который найден где-то в 2012 году с помощью наземного Паломарского телескопа (проект PTF). Сейчас заявку на сайте "Спитцера" о его подтверждение нашел.
http://ssc.spitzer.caltech.edu/warmmission/scheduling/approvedprograms/ddt/80257.txt
Оцениваемый возраст всего 3 миллиона лет.

Может потому что его так и не удалось подтвердить? Планета примечательна тем, что позволяет оценить встречаемость молодых горячих юпитеров (понять когда массивные планеты начинают мигрировать со снеговой линии к своей звезде).

[Dayan]

В статье, которая вышла в Архиве препринтов сообщается об обнаружении 5 транзитных планет в системе яркой звезды HIP 41378 (её V = 8.93^m, K = 7.7^m): Five Planets Transiting a Ninth Magnitude Star.
Система попала на поле пятой Кампании миссии K2. Наблюдательное время Кеплера составило 75 дней (с 27 апреля по 10 июля 2015 года). Наблюдение ближайших окрестностей HIP 41378 позволило исключить там возможные звёздные компаньоны.
Родительская звезда представляет собой поздний F-карлик. Её масса оценивается в 1.15 ± 0.064 массы Солнца, радиус – 1.4 ± 0.19 радиуса Солнца, Teff = 6199 ± 50 K (т.е. по закону С-Б её светимость получается равной 2.61 светимости Солнца). Звезда относительно Солнца не очень богата металлами ([M/H] = −0.11 ± 0.08).
К сожалению, из-за короткого времени наблюдения точные периоды известны только для двух внутренних планет: у планеты HIP 41378 b он равен 15.57 суток, у HIP 41378 c – 31.70 суток. Периоды трёх внешних планет примерно оценены, исходя из длительности их транзитов (понятно, что планеты найдены только по одному транзиту): 156 ⁺¹⁶³₋₇₈ суток у планеты d, 131 ⁺⁶¹₋₃₆ суток у планеты e, 324 ⁺¹²¹₋₁₂₆ суток у планеты f.
Точнее определить периоды внешних планет предлагается с помощью метода лучевых скоростей.
Размеры планет b, c, d, e и f соответственно составляют: 2.90 ± 0.44, 2.56 ± 0.40, 3.96 ± 0.59, 5.51 ± 0.77 и 10.2 ± 1.4 размеров Земли.
Расстояние до системы 116 ± 18 пк (378 св лет).

В Архиве вышел препринт статьи об исследовании этой системы методом лучевых скоростей: An extremely low-density and temperate giant exoplanet.
Результаты сделали её ещё более интересной.

Всего за время порядка 4 лет с помощью спектрографов HARPS, HARPS-N, HIRES и PFS было получено 464 измерения лучевых скоростей. Вместе с фотометрией эти данные позволили не только уточнить параметры родительской звезды и определить периоды трёх внешних планет, но и обнаружить шестую – не транзитную планету в системе.

Сегодня система выглядит так.
HIP 41378 имеет массу ~ 1.16 M⊙, радиус ~ 1.273 R⊙, Teff ≈ 6320 K, согласно закону С-Б её светимость составляет около 2.33 L⊙. Металличность чуть уступает солнечной (~ 0.79 солнечной), а возраст оценивается в 3.1 ± 0.6 млрд лет.
Расстояние от Земли оценивают в 103 ± 2 пк (или около 336 световых лет).

Параметры планет в порядке удаления от звезды:
b обращается с периодом 15.572 суток по почти круговой орбите (e ~ 0.07); имеет радиус 2.595 ± 0.036 R⊕, массу 6.89 ± 0.88 M⊕, т.е. средняя плотность составляет в ~ 2.17 г/см³; инсоляция на планете в ~ 140 раз превышает земную.
c обращается с периодом 31.706 суток по круговой орбите (e ~ 0.04); имеет радиус 2.727 ± 0.06 R⊕, массу  4.4 ± 1.1 M⊕, т.е. средняя плотность составляет в ~ 1.19 г/см³; инсоляция на планете в ~ 54 раза превышает земную.
Как видим, эти две планеты являются обыкновенными мининептунами.

Новооткрытая планета g обращается с периодом ~ 62.06 суток по почти круговой орбите (e ~ 0.06) и имеет массу 7.0 ± 1.5 M⊕ (в предположении наклонения орбиты i = 88°); инсоляция на планете в ~ 22.3 раза превышает земную. Скорее всего тоже представляет собой мининептун.

Далее идут планеты, период которых ранее известен не был.
d обращается с периодом 278.362 суток по почти круговой орбите (e ~ 0.06) и имеет радиус 3.54 ± 0.06 R⊕. Её массу определить не удалось, но она составляет менее 4.6 M⊕, т.е. средняя плотность не превышает 0.56 г/см³. Инсоляция на планете в ~ 3.01 раза превышает земную (т.е. является промежуточной между инсоляциями на Меркурии и Венере).
e обращается с периодом 369 ± 10 суток по слегка эллиптичной орбите (e ~ 0.14); имеет радиус 4.92 ± 0.09 R⊕, массу 12 ± 5 M⊕, т.е. средняя плотность составляет ~ 0.55 г/см³; инсоляция на планете в ~ 2.1 раза превышает земную (т.е. близка к инсоляции на Венере).

f обращается с периодом 542.08 суток по круговой орбите (e ~ 0.004) и имеет радиус 9.2 ± 0.1 R⊕. При таком размере её масса составила всего 12 ± 3 M⊕, т.е. её средняя плотность составляет аномальные ~ 0.09 г/см³! Эта планета очень похожа на "газовые карлики" Kepler-51d и Kepler-79d. Инсоляция на планете в ~ 1.24 раза превышает земную. Если у неё есть массивные спутники, они могут быть кандидатами в обитаемые экзолуны. Сама же HIP 41378 f является хорошим кандидатом для изучения её атмосферы методами трансмиссионной спектроскопии.

Три внутренние планеты связаны в резонансе около 1:2:4, а три внешние – 3:4:6. Между ними имеется широкий зазор, в котором могут существовать неизвестные планеты. Но в целом известные планеты образуют резонансную цепочку, близкую к 1:2:4:18:24:36, что делает определение периодов трёх внешних планет и реальность новой планеты ещё более надёжными.

[Dayan]

Кстати, раз уж речь зашла о некрупных по массе планетах с аномально низкой плотностью, то стоит упомянуть ещё препринт статьи, вышедшей в конце октября, но так и не приведённой здесь.
Исправляю это: The Featureless Transmission Spectra of Two Super-Puff Planets.

http://arxiv.org/pdf/1401.2885.pdf
Японский астроном K. Masuda определил массы трех планеты системы Кеплер-51. До этого были известны только верхние пределы. Для планет с периодами 45, 85 и 130 дней и радиусами 7, 9 и 10 радиусов Земли получены массы всего лишь 2.1(+1.5-0,8), 4.0(0.4), 7.6(1.1) масс Земли. Суперземли по массе, но по размеру юпитеры! Плотности всех в районе 0.03-0.05 грамм на см3.

Наблюдение транзитов планет Kepler-51 b и d с помощью Хаббла привело авторов к повторному анализу данных с Кеплера. Анализ объединённых данных методом TTV полностью подтверждают низкую плотность всех трёх планет системы Kepler-51 (сама родительская звезда является жёлтым карликом с возрастом примерно 500 млн лет): при массах 3.7–5.7 M⊕ они имеют радиусы 6.9–9.5 R⊕, т.е. их средняя плотность составляет 0.034–0.064 г/см³! Их трансмиссионные спектры в диапазоне 1.15–1.63 мкм оказались "плоскими" (любые вариации не превышают значения 0.6 шкалы высот в предположении водородно-гелиевой атмосферы). Авторы интерпретировали полученные результаты существованием высотного аэрозольного слоя (при давлении < 3 мбар!), делающего спектры напросвет невыразительными. Авторы приходят к выводу о том, что планеты с более низкими равновесными температурами имеют большую высоту аэрозольного слоя, как это было предсказано другими авторами.
Как они надеются, будущие наблюдения на более длинных инфракрасных волнах с JWST могут дать представление о составе аэрозольных облаков на разных планетах системы Kepler-51, а оптические наблюдения – величину наклона рэлеевского рассеяния.

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве представлена новая транзитная планета у красного карлика G 9-40 (EPIC 212048748):
https://arxiv.org/pdf/1912.00291.pdf

Планету обнаружил "Кеплер" в рамках 16 наблюдательной кампании миссии К2. Это мини-нептун (радиус 2.03 ± 0.11 радиусов Земли) с температурным режимом Меркурия. Орбитальный период 5.746 суток, масса не превышает 11.7 масс Земли (таким образом, планета прошла валидацию, но не 100%-ное подтверждение). Из теоретических соображений авторы оценили массу планеты в 5.0 +3.8/-1.9 масс Земли и призывают общими усилиями ее измерить.
Родительская звезда – красный карлик спектрального класса M2.5 V, удаленный от нас на 27.9 пк. Сравнительная яркость звезды (10 в полосе J и 9.2 в полосе K) делает ее прекрасной целью для изучения свойств атмосферы методами трансмиссионной спектроскопии в ИК с помощью JWST и других будущих крупных телескопов, наземных и космических.

[Dayan]

В Архиве препринтов вышла статья об открытии суперземли на ультракороткой орбите вокруг солнцеподобной звезды HD 80653: An ultra-short period rocky super-Earth orbiting the G2-star HD 80653.

Система наблюдалась в рамках 16-й кампании миссии K2. Масса планеты была измерена с помощью спектрографа HARPS-N.

Родительская звезда является жёлтым карликом спектрального класса G2 (V = 9.45^m), имеет массу ~ 1.18 M⊙, радиус ~ 1.22 R⊙, светимость ≈ 1.74 L⊙. Возраст оценивается в 2.67 ± 1.20 млрд лет. Расстояние до системы составляет около 109.86 пк (или 358 световых лет).

HD 80653 b обращается по круговой орбите с периодом примерно 0.7196 суток (или 17 ч 16 м). При радиусе 1.613 ± 0.071 R⊕ её масса составляет 5.60 ± 0.43 M⊕, что приводит к средней плотности 7.4 ± 1.1 г/см³, т.е. по составу, вероятно, подобна Земле. Интересно, что угол наклона орбиты к лучу зрения довольно велик (угол наклона к картинной плоскости i ≈ 82.1°), т.е. имей планета ненамного больший период, она не была бы транзитной.
Фотометрия K2 указывает на признаки мелкого вторичного затмения с глубиной 8.1 ± 3.7 ppm. Это может означать, что дневная сторона нагрета до температуры аж в 3480 K, а перенос тепла на ночную сторону неэффективен (несмотря на возможное существование лавового океана)! Однако этот вывод крайне ненадёжен из-за очень низкой точности регистрации вторичного затмения.

Кроме того, лучевые скорости HD 80653 демонстрируют долгосрочный тренд, указывая на существование внешнего массивного компаньона – возможно планеты с минимальной массой 0.35−0.50 массы Юпитера, обращающейся с периодом в диапазоне 260–400 суток. Тут нужно продолжать RV-наблюдения.