Американские астрономы, обрабатывавшие информацию с космической обсерватории «Кеплер», отыскали две экзопланеты в системе звезды Kepler-19, одна из которых пока проявляет себя только гравитационно.

«Кеплер» проводит поиск планет, наблюдая за тем, как они проходят на фоне звёзд и на некоторое время уменьшают яркость их свечения. Эта методика даёт возможность оценить физический размер планеты, чётко связанный с амплитудой изменения яркости, но работает, естественно, только тогда, когда орбита допускает транзит (прохождение по диску светила) — ориентирована выгодным для наблюдателя образом.

Ещё одна особенность метода, которая и помогла авторам, позволяет регистрировать «дополнительные» планеты в системе, содержащей хотя бы одну транзитную. Внимание специалистов к этой возможности в 2004 году привлекли учёные из США и Канады, заметившие, что интервал между транзитами должен — в общем случае — оставаться постоянным, а современный телескоп способен выявить даже небольшие «сбои» в их временнóй последовательности. Если такие «сбои» действительно обнаруживаются, периодические задержки транзитов и, наоборот, их слишком раннее наступление будут указывать на присутствие ещё одной планеты, гравитационно влияющей на транзитную.

Kepler-19b (небольшая точка на диске звезды) и выдвинутая на первый план Kepler-19с (иллюстрация David A. Aguilar).

В новой работе обсуждаются данные, собранные «Кеплером» с мая 2009-го по март 2011-го. Спектроскопические наблюдения, результаты которых также учитывались при моделировании параметров экзопланет, были выполнены в Обсерватории Макдональда и Обсерватории им. Кека.

Измерения показали, что Kepler-19, расположенная в созвездии Лиры на расстоянии в 650 световых лет от нас, во многом напоминает нашу звезду: её радиус оценили в 0,850 ± 0,018 солнечного, а массу — в 0,936 ± 0,040 солнечной. Однако по возрасту Солнце значительно превосходит Kepler-19, которая сформировалась лишь 1,9 ± 1,7 млрд лет назад.

Первая — транзитная — планета в системе, найденная американцами, получила традиционное обозначение Kepler-19b. Она проходит по диску Kepler-19 каждые 9,29 дня, двигаясь на расстоянии в ~13,5 млн км от светила, и приблизительно в 2,2 раза превосходит Землю по радиусу. Максимально возможная масса экзопланеты составляет 20,3 земной.

Ширина интервала между последовательными транзитами Kepler-19b изменяется практически синусоидально с амплитудой в пять минут и периодом в 316 дней. Расчёты свидетельствуют о том, что эти вариации не могут быть вызваны звёздной активностью или присутствием третьего тела непланетарной массы — скажем, второй звезды или коричневого карлика. Следовательно, «невидимый» компонент системы, Kepler-19с, представляет собой экзопланету, орбита которой, видимо, наклонена относительно орбиты Kepler-19b и не даёт наблюдать транзит.

Астрономы пока не могут сказать, к какому классу экзопланет относится Kepler-19с; известно лишь, что её орбитальный период не должен превышать 160 дней, а масса — шести юпитерианских. «Имеющимся неполным данным хорошо соответствуют самые разные модели, — признаёт участник исследования Дэниэл Фабрикки (Daniel Fabrycky) из Калифорнийского университета в Санта-Крусе. — Kepler-19с может оказаться и «каменистой» планетой на круговой орбите с периодом в пять дней, и газовым гигантом на вытянутой 100-дневной орбите».

Некоторые варианты орбиты Kepler-19с. Ярко-зелёным и синим показаны круговые орбиты с периодами в 6,129 и 6,256 дня, близкими к резонансу вида 2:3 с периодом Kepler-19b (9,29 дня). Оливковым выделена ещё одна возможная круговая 18,033-дневная орбита, приближенная к резонансу 2:1. Другим расчётным орбитам, вероятно, понадобится отличный от нуля эксцентриситет; в эту группу входят орбиты с периодом в 3,065 дня (розовая, резонанс 1:3), 15,326 дня (фиолетовая, 5:3), 27,036 дня (голубая, 3:1) и 38,310 дня (коричневая, 4:1). Допустимо и то, что орбита второй экзопланеты повторяет орбиту Kepler-19b; в этом случае, отмеченном красным, масса Kepler-19с может становиться совсем небольшой. (Иллюстрация из Astrophysical Journal.)