У звезды Барнарда – четыре планеты!

Владислава Ананьева Звезда Барнарда (GJ 699) – ближайшая к Солнцу одиночная звезда и четвертая звезда в списке ближайших (первые три – тройная система альфа Центавра). Это древний красный карлик массой 0.162 ± 0.007 солнечных масс и радиусом 0.197 ± 0.001 солнечных радиусов, ее светимость в 281 раз меньше солнечной.  Благодаря своей близости (1.828 пк) и низкому уровню активности звезда Барнарда привлекает пристальное внимание ученых, занимающихся поисками экзопланет. С середины 20 века у нее регулярно «открывают», а потом «закрывают» планеты. Самой известной является история «открытий» Питера ван де Кампа, с помощью астрометрии обнаружившего у GJ 699 три планеты-гиганта с орбитальными периодами 6.1, 12.4 и 24.8 лет, которые впоследствии не подтвердились. Позже у этой звезды находили суперземлю с периодом 233 суток, которая тоже не подтвердилась (колебания лучевой скорости звезды с этим периодом оказались вызваны ее собственной активностью).  После ввода в эксплуатацию самого точного на сегодняшний день спектрографа ESPRESSO с внутренней (инструментальной) точностью 10 см/с в изучении звезды Барнарда наступила новая эра. С мая 2019 года по июль 2023 года с помощью этого спектрографа было получено 156 измерений лучевой скорости GJ 699 с погрешностью 10-16 см/с. Периодограмма показала наличие четырех колебаний, из которых наиболее достоверным выглядело одно – с периодом 3.15 суток. В октябре 2024 года было объявлено об открытии планеты b с минимальной массой 0.37 ± 0.05 масс Земли и температурным режимом Меркурия. Амплитуда колебаний лучевой скорости GJ 699, вызванных влиянием этой планеты, составила всего 55 ± 7 см/с, но его достоверность росла с ростом количества измерений. 12 марта 2025 года в Архиве электронных препринтов вышла статья, посвященная независимым наблюдениям звезды Барнарда на спектрографе MAROON-X, установленном на телескопе Gemini-North. Авторы получили 112 измерений ее лучевой скорости со средней точностью 30 см/с. Новые данные подтвердили наличие планеты b и повысили достоверность кандидатов c и d. Объединив измерения MAROON-X с измерениями ESPRESSO, авторы пришли к выводу, что все четыре колебания достоверны и вызываются планетами с массами меньше массы Земли. В настоящий момент система выглядит так. Самой близкой к звезде Барнарда является планета GJ 699 d с орбитальным периодом 2.3402 ± 0.0003 суток и минимальной массой 0.263 ± 0.024 масс Земли (~2.5 масс Марса). Планета вращается на среднем расстоянии 0.0188 ± 0.0003 а.е., ее эффективная температура оценивается в 483 К. Второй по удаленности является уже известная планета GJ 699 b, чей орбитальный период уточнили до 3.1542 ± 0.0004 суток, а минимальную массу – до 0.299 ± 0.026 масс Земли (~2.8 масс Марса). Она вращается на среднем расстоянии 0.0229 ± 0.0003 а.е., ее эффективная температура – 438 К. Третья планета - GJ 699 c с периодом 4.1244 ± 0.0006 суток и минимальной массой 0.335 ± 0.03 масс Земли (~3.1 масс Марса). Она находится на расстоянии 0.0274 ± 0.0004 а.е. от своей звезды, ее эффективная температура равна 400 К. Наконец, орбитальный период четвертой, самой маленькой планеты GJ 699 e составляет 6.739 ± 0.003 суток, а эффективная температура – 340 К. Минимальная масса планеты e – всего 0.193 ± 0.033 масс Земли (~1.8 масс Марса), она вращается на среднем расстоянии 0.0381 ± 0.0005 а.е. Орбиты всех четырех планет близки к круговым, их эксцентриситеты формально оцениваются в 0.03-0.08 и в пределах погрешностей совместимы с нулем. Анализ динамической устойчивости показал, что при эксцентриситетах больше 0.02 система становится неустойчивой на временах уже порядка 2 тысяч лет, однако в случае круговых орбит устойчивость сохраняется и на временах свыше 6.4 млн. лет (10⁹ оборотов внутренней планеты d). Устойчивость сохраняется в диапазоне наклонений орбит к лучу зрения от 20° до 90°, это означает, что истинные массы этих планет не могут более чем втрое превышать минимальные.  Система звезды Барнарда выглядит компактной и динамически холодной, в этом она схожа с планетными системами TRAPPIST-1 и YZ Ceti. Источник: https://arxiv.org/pdf/2503.08095