У красного карлика GJ 1151 обнаружен мини-нептун с температурным режимом Сатурна

Владислава Ананьева В 2020 году радиотелескоп LOFAR зарегистрировал необычное радиоизлучение от ничем не примечательного красного карлика GJ 1151. Излучение регистрировалось в полосе 120-167 МГц, отличалось примерно плоским спектром, высокой степенью круговой поляризации (64 ± 6%), и не сопровождалось никакими признаками звездной активности. Исследователи выдвинули гипотезу, что излучение образуется в результате взаимодействия магнитного поля звезды с магнитосферой планеты земного типа, вращающейся вокруг родительской звезды с орбитальным периодом 1-5 суток. Чтобы подтвердить или опровергнуть наличие такой планеты, сразу несколько научных коллективов приступило к измерению лучевой скорости GJ 1151 на различных чувствительных спектрографах. Некоторое время данные оставались противоречивыми. Одни группы находили в этой области планету, другие опровергали первых, ничего не обнаружив. Наконец, в статье, опубликованной в Архиве электронных препринтов 12 января 2023 года, авторы подытожили поиски планет в этой системе, объединив в своем анализе все доступные измерения лучевых скоростей GJ 1151, полученных на спектрометрах CARMENES, HARPS-N и HPF. Им все-таки удалось обнаружить планету – но совсем не там, где ожидалось. GJ 1151 – красный карлик спектрального класса M4.5 V, удаленный от нас на 8.043 ± 0.004 пк. Его масса оценивается в 0.164 ± 0.009 солнечных масс, радиус – в 0.178 ± 0.004 солнечных радиусов, светимость примерно в 300 раз меньше солнечной. Медленное вращение (один оборот за 140 ± 10 суток) и низкий уровень активности говорят о зрелом возрасте звезды. Авторы проанализировали 25 измерений лучевой скорости GJ 1151, полученные на HPF, 46 измерений на HARPS-N и 97 – на CARMENES (всего 168 за период в 2290 суток). Периодограмма показала наличие синусоидального колебания с периодом 389.7 ± 6.5 суток и полуамплитудой 3.1 ± 0.4 м/с, накладывающегося на параболу и не сопровождающегося никакими признаками звездной активности.  Авторы пришли к выводу, что синусоидальное колебание вызывается планетой с минимальной массой 10.6 ± 1.5 масс Земли, а парабола, возможно, отражает участок витка еще одной эксцентричной долгопериодической планеты-гиганта. Планета GJ 1151 b вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите на расстоянии 0.571 ± 0.006 а.е., ее температурный режим близок к температурному режиму Сатурна. Минимальная масса внешней планеты превышает 0.16 масс Юпитера, а ее орбитальный период превышает 17.2 года. Вместе с тем астрометрические данные, полученные «Гайей», исключают наличие у GJ 1151 планеты с массой больше 3 (8) масс Юпитера с достоверностью 90 (99)%. Если параболический RV-сигнал действительно вызван планетой, ее масса должна попадать в интервал 0.16-8 масс Юпитера. Уже полученные измерения лучевой скорости исключают наличие планеты с минимальной массой больше 0.73 масс Земли на орбите с периодом 1 суток, и больше 1.25 масс Земли на орбите с периодом 5 суток. Как же объяснить излучение, зарегистрированное радиотелескопом LOFAR? Мини-нептун GJ 1151 b не может отвечать за его генерацию, поскольку находится далеко от звезды и вряд ли обладает мощным магнитным полем. Возможно, небольшая планета на тесной орбите в этой системе и правда существует, просто ее масса меньше, чем представленные в работе верхние пределы. Источник: https://arxiv.org/pdf/2301.04442.pdf