< NASA впервые показало телескоп «James Webb» в сборе

HR 5183 b: массивный аналог Юпитера на резко эксцентричной орбите

Методом лучевых скоростей обнаружена планета-гигант на высокоэксцентричной орбите с орбитальным периодом ~74 года.

---

Владислава Ананьева

И транзитный метод, и метод измерения лучевых скоростей наиболее чувствительны к планетам на тесных орбитах. Известно очень мало планет, удаленных от своих звезд далее 5 а.е. Поэтому свойства внешних частей планетных систем до сих пор остаются практически неизвестными. Конечно, несколько десятков планет на широких орбитах было открыто на снимках, полученных в инфракрасном диапазоне, но все эти планеты – массивные гиганты, вращающиеся вокруг очень молодых звезд, нагретые до высоких температур и излучающие за счет собственных запасов тепловой энергии.

Чувствительность метода измерения лучевых скоростей родительских звезд к долгопериодическим планетам ограничена продолжительностью наблюдений. Чтобы надежно обнаружить планету, необходимо, чтобы она совершила хотя бы один оборот вокруг своей звезды. Если оборот не завершен, и мы видим только часть орбиты – это сильно уменьшает точность определения параметров планеты. Многие RV-обзоры ведут наблюдения уже более 20 лет, что позволяет обнаруживать планеты с такими (и даже несколько большими) орбитальными периодами.

28 августа 2019 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию планеты-гиганта у яркой звезды HR 5183 (HD 120066). Начиная с 1997 года, лучевые скорости этой звезды регулярно измеряются спектрографом HIRES на Кеке, с 1999 года – еще и спектрографом Tull на обсерватории Мак-Дональда, а с 2013 года – и спектрографом APF. Всего было получено 357 замеров (78 на HIRES, 175 на Tull и 104 на APF). И если в первые 10 лет мониторинга лучевая скорость звезды оставалась примерно постоянной, то потом звезда начала быстро ускоряться под действием притяжения массивной планеты. В 2018 году изменение скорости сменило знак, что означало, что планета прошла перицентр. Рисунок изменения лучевой скорости звезды соответствовал наличию планеты на эксцентричной орбите, причем орбитальный период планеты достигал 74 ⁺⁴³/_-22 земных лет! Таким образом, HD 120066 b стала самой долгопериодичной планетой, обнаруженной RV-методом.

HR 5183 (HD 120066, HIP 67246) – звезда спектрального класса G0, удаленная от нас на 31.49 ± 0.04 пк. Ее масса оценивается в 1.07 ± 0.04 солнечных масс, радиус – в 1.53 ± 0.06 солнечных радиусов. Звезда недавно сошла с главной последовательности и начала эволюционировать в сторону превращения в красный гигант, ее возраст достигает 7.7 ± 1.4 млрд. лет.

Минимальная масса (параметр m sin i) планеты HR 5183 b составляет 3.23 ± 0.15 масс Юпитера. Планета вращается вокруг своей звезды по резко эксцентричной орбите с большой полуосью 18 ⁺⁶/_-4 а.е. и эксцентриситетом 0.84 ± 0.04. Если ее удаленность в апоцентре определена плохо, то наблюдения прохождения перицентра довольно точно очертили ближайшую к звезде часть орбиты – расстояние в перицентре оценивается в 2.88 ± 0.09 а.е.

Пока неясно, как планета HR 5183 b оказалась на своей необычной орбите. На проективном расстоянии ~15 тыс. а.е. от родительской звезды находится оранжевый карлик HIP 67291 спектрального класса K7 V, но их физическая связь еще не доказана (неопределенность взаимной скорости такова, что с вероятностью ~44% звезды связаны, а с вероятностью ~56% – пролетают друг мимо друга по гиперболическим орбитам). Однако (даже в случае связанной системы) HIP 67291 находится слишком далеко, чтобы существенно влиять на орбиту HR 5183 b.

Благодаря значительной массе и удаленности от родительской звезды планета является хорошей целью для астрометрических наблюдений. Авторы оценили, что «Гайя», скорее всего, сможет обнаружить движение звезды на небесной сфере, вызванное гравитационным влиянием планеты. Это, в свою очередь, позволит определить наклонение i орбиты HR 5183 b и ее истинную массу (пока известна только проективная масса m sin i).

---