< Транзитный нептун GJ 436 b – на полярной орбите

KELT-21 b: транзитный горячий юпитер у бедной металлами A-звезды

У быстро вращающейся A-звезды обнаружена планета радиусом 1.59 радиусов Юпитера и массой, не превышающей 3.9 масс Юпитера. Наклон орбиты планеты к оси вращения звезды составил -5.6°. Новая планета станет отличной целью для телескопа им. Джеймса Вебба в плане изучения свойств ее атмосферы методами эмиссионной и трансмиссионной спектроскопии.

---

Владислава Ананьева

Подавляющее большинство внесолнечных планет открыто у звезд спектральных классов от позднего F до M с температурой фотосферы менее 6500К. Это обусловлено тем, что более горячие звезды быстро вращаются и не имеют в своем спектре четких узких линий, по смещению которых можно измерять их лучевые скорости с приемлемой точностью. А это, в свою очередь, означает повышенную сложность (практическую невозможность) поисков планет методом измерения лучевых скоростей или измерения массы транзитных планет. Поэтому B, A и ранние F-звезды обычно исключаются из числа целей, наблюдаемых экзопланетными обзорами.

Наземный транзитный обзор KELT, напротив, оказался весьма эффективен в поисках транзитных горячих юпитеров у A и ранних F-звезд. Это связано с тем, что KELT наблюдает звезды в диапазоне 8-11 звездных величин, т.е. более яркие, чем цели большинства других наземных транзитных обзоров. В этом диапазоне доля горячих звезд весьма велика. При этом из-за того, что KELT приступил к работе сравнительно поздно, транзитные планеты у ярких GKM-звезд в большинстве своем уже были открыты более ранними транзитными обзорами. По этой причине более половины планет, открытых KELT, вращается вокруг звезд с температурой фотосферы выше 6250К.

12 декабря 2017 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию транзитного горячего юпитера у звезды HD 332124, получившей также наименование KELT-21. Это звезда спектрального класса A8 V с массой 1.46 ± 0.03 солнечных масс, радиусом 1.64 ± 0.034 солнечных радиусов и светимостью 8.03 ± 0.54 солнечных. Звезда отличается пониженным содержанием тяжелых элементов (их в 2.5 раза меньше, чем в составе Солнца) и очень быстро вращается (проективная скорость вращения v sin i на экваторе достигает 146 км/с). 

На расстоянии 1.2 угловых секунд от главной звезды (в ~510 а.е. в проекции на небесную сферу) расположена тесная пара M-звезд с массами 0.13 и 0.11 солнечных масс. Скорее всего, все они образуют физически связанную иерархическую тройную систему, однако строго это еще не доказано. Система удалена от нас на 415 ± 49 пк.

Кривая блеска KELT-21 демонстрирует транзитный сигнал с глубиной около 1% и периодом 3.61278 земных суток. Чтобы убедиться в планетной природе транзитного кандидата, исследователи провели процедуру валидации. К сожалению, из-за быстрого вращения звезды и вызванного им уширения спектральных линий измерить массу планеты не удалось, был получен только верхний предел в 3.91 масс Юпитера. Однако измерение эффекта Мак-Лафлина во время транзита показало, что планета вращается именно вокруг главной звезды системы KELT-21. Проекция наклонения орбиты планеты к оси вращения звезды оценивается в -5.6 ± 1.9°, т.е. KELT-21 b вращается по орбите, мало наклоненной к экваториальной плоскости звезды  на расстоянии всего 6.86 звездных радиусов. Радиус планеты составляет 1.586 ± 0.04 радиусов Юпитера, эффективная температура достигает 2051 ± 30К.

Яркость KELT-21 в инфракрасном диапазоне (ее звездная величина в полосе J составляет +10.15) и высокая температура планеты благоприятны для наблюдений вторичного минимума. Это позволит провести изучение свойств атмосферы горячего юпитера методами эмиссионной спектроскопии. Особенно многообещающими выглядят будущие наблюдения этой системы с помощью космического телескопа им. Джеймса Вебба, чей запуск ожидается в марте 2019 года.

Источник: https://arxiv.org/pdf/1712.03241.pdf

---