Группа европейских астрономов, среди которых есть и наш бывший соотечественник – сотрудник Главной астрофизической обсерватории Национальной академии наук Украины Олег Иванюк – обнаружила необычную планетную систему. Два легких нептуна, вращающиеся вокруг солнцеподобной звезды
HD 41248, оказались связаны очень редким орбитальным резонансом 7:5.
Орбитальные резонансы различных порядков – весьма распространенное явление в системах из нескольких тел, связанных взаимным притяжением. В Солнечной системе планеты-гиганты
Юпитер и
Сатурн близки к резонансу 5:2,
Нептун и
Плутон связывает резонанс 3:2, а три галилеева спутника Ио,
Европу и
Ганимед объединяет резонанс 4:2:1. Орбитальные резонансы возникают, когда периоды обращения различных небесных тел (планет, спутников, астероидов и т.п.) относятся друг к другу как небольшие целые числа – так, за то время, которое Ганимед тратит на один оборот вокруг Юпитера, Европа совершает два оборота, а Ио – четыре. Орбитальные резонансы приводят к тому, что взаимное расположение резонансных тел регулярно повторяется, причем это может как стабилизировать систему, так и, наоборот, сделать ее неустойчивой и в дальнейшем привести к распаду.
Среди внесолнечных планетных систем резонансные конфигурации также встречаются довольно часто. Например, две планеты-гиганта в системе
HD 60532 связаны друг с другом орбитальным резонансом 3:1, а два нептуна в системе
Kepler-29 – необычным резонансом 9:7. Уникальный пример орбитального резонанса высокого порядка 7:5 был обнаружен в системе HD 41248.
HD 41248 – солнцеподобная звезда спектрального класса G2 V, удаленная от нас на 52.4 ± 2 пк. Ее масса оценивается в 0.92 ± 0.05 солнечных масс, радиус – в 0.78 ± 0.04 солнечных радиусов, светимость близка к 0.68 солнечных. HD 41248 отличается очень низким (для звезды диска Галактики) содержанием тяжелых элементов – их в 2.7 раза меньше, чем в составе нашего дневного светила. Возраст звезды не превышает 5 млрд. лет (скорее всего – около 2 млрд.).
Мониторинг звезды HD 41248 проводился на 3.6-метровом телескопе Южно-европейской обсерватории с помощью высокоточного
спектрографа HARPS в течение 7.5 лет, всего было сделано 62 замера лучевой скорости. Очень низкая хромосферная активность звезды позволила измерять ее лучевые скорости с точностью немногим лучше 1 м/сек. Обработав полученные ряды наблюдений, европейские астрономы обнаружили две планеты с минимальными массами (
параметром m sin i) 12.3 (точнее, от 6.9 до 16.5) и 8.6 (точнее, от 3.6 до 15.1) масс Земли, вращающиеся вокруг своей звезды с периодами 18.36 и 25.65 земных суток. Амплитуда лучевой скорости, наводимой планетами на свою звезду, составила всего ~2.9 и ~1.8 м/сек, что говорит о близости обеих планет к порогу обнаружения даже одним из лучших в мире современных спектрографов.
Авторы открытия называют обе планеты суперземлями, но, скорее всего, они являются легкими нептунами (хотя, конечно, огромные погрешности в определении массы оставляют некоторый шанс и для суперземель). По температурному режиму HD 41248 b и HD 41248 c попадают в область очень теплых планет (a/R
эф ~ 0.17 и ~ 0.21, соответственно).
Также европейские астрономы исследовали динамическую устойчивость системы и нашли, что резонанс 7:5 и выравнивание линии апсид обеих планет делает ее устойчивой. Однако планетная система HD 41248 гораздо ближе к хаотическому поведению, чем, скажем, система из Солнца, Юпитера и Сатурна, что делает ее изучение особенно интересным, пишет сайт
Планетные системы.