Транзитный горячий гигант и коричневый карлик в одной системе

     22 июля 2009 года в Архиве электронных препринтов появилась совместная работа венгерских астрофизиков, работающих в рамках проекта HATNet, и Калифорнийской группы, об открытии новой планетной системы HAT-P-13, включающей в себя транзитный горячий гигант и массивную планету (точнее, легкий коричневый карлик) на эксцентричной орбите. Это первая из известных планетных систем, в которых помимо транзитной экзопланеты присутствует еще одна.
     Фотометрические наблюдения звездного поля № 136, включающего в себя звезду HAT-P-13, проводились с 25 ноября 2005 года по 20 мая 2006 года. Для определения массы планеты в период с 22 марта 2008 года по 5 июня 2009 года были проведены измерения лучевой скорости звезды с помощью высокоточного спектрографа HIRES (телескоп им. Кека, Гавайи).
    Итак, звезда HAT-P-13 (она же GSC 3416-00543) удалена от Солнца на 214 ±12 пк. Ее спектральный класс G4, масса оценивается в 1.22 +0.05/? 0.10 масс Солнца, светимость в 2.2 ± 0.3 раза превышает солнечную. Звезда отличается высоким содержанием тяжелых элементов – их в 2.7 раза больше, чем на Солнце! Возраст звезды довольно неуверенно оценивается в 4-7.5 млрд. лет.
   Планета HAT-P-13 b – типичный транзитный горячий гигант. Ее истинная (не минимальная) масса равна 0.851+0.029/? 0.046 масс Юпитера, радиус оценивается в 1.28 ± 0.08 радиусов Юпитера, что приводит к средней плотности около 0.5 г/куб.см. Планета вращается вокруг своей звезды по почти круговой орбите на расстоянии 0.0426 +0.0006/? 0.0012 а.е. и делает один оборот за 2.91626 земных суток. Авторы открытия оценивают температуру планеты в 1649 ± 45 К.
   Интересно, что измерение лучевой скорости звезды показало на наличие в этой системе еще одного небесного тела – коричневого карлика HAT-P-13 c. Его минимальная масса близка к 15 массам Юпитера, он вращается вокруг своей звезды по высокоэллиптичной орбите с эксцентриситетом 0.69 ± 0.02 и большой полуосью 1.186 +0.018/? 0.033 а.е., и делает один оборот за 428.5 ± 3.0 земных суток. Из-за высокого эксцентриситета его расстояние до звезды меняется от 0.37 а.е. в перицентре до 2 а.е. в апоцентре. Пренебрегая внутренними источниками энергии коричневого карлика, авторы открытия оценили его температуру в 339 ± 9 К (+66°С).
    Гравитационное взаимодействие между планетами должно приводить к регулярному изменению времени транзитов внутренней планеты. Тайминг транзитов позволит узнать истинную массу второго объекта в этой системе и наклонение его орбиты к лучу зрения. Наблюдения, проведенные авторами открытия, показали, что время наступления транзитов действительно меняется с амплитудой примерно в 100 сек. Однако низкая точность измерений не позволила сделать однозначных выводов. Пока наблюдениям удовлетворяют две модели движения внешнего объекта:
1. Масса HAT-P-13 c – 15.2 массы Юпитера, наклонение орбиты 83.1 градуса (т.е. орбиты планет почти компланарны).
2. Масса HAT-P-13 c – 105 масс Юпитера (т.е. объект является маломассивной звездой главной последовательности), наклонение орбиты 8 градусов (т.е. орбиты почти перпендикулярны).
Интуитивно верным кажется первый вариант, но окончательную ясность внесут будущие наблюдения этой интересной системы.
   http://arxiv1.library.cornell.edu/PS_cache/arxiv/pdf/0907/0907.3525v2.pdf