2009.07.23. - Kettős bolygórendszert talált a HATnet-program

A Bakos Gáspár vezette HATnet-program keretében tizenharmadikként egy olyan kettős bolygórendszert fedeztek fel, melynek egyik tagja egy fedési forró Jupiter, a másik pedig elnyúlt, tág pályán keringő óriásbolygó.

A két bolygó a GSC 3416-00543 katalógusjelű, G4 színképtípusú, 10,622 magnitúdó látszó fényességű törpecsillag körül kering, melynek tömege a Napénak 1,22-szorosa, míg sugara csillagunkénak 1,56-szorosa. Felszíni hőmérséklete alig alacsonyabb a Napénál, 5640 K körüli. A HAT-P-13 jelzésű az első olyan, fedési exobolygót tartalmazó rendszer, melyben egy külső planétát is azonosítottak, mégpedig a belső bolygó fedésének fotometriai megfigyelése utáni, a megerősítést szolgáló radiális-sebesség mérések alapján.

A HAT-P-13 fénygörbéje a P=2,9162595 nap keringési idővel számolt keringési fázis függvényében. A központi csillag fényességében a bolygó által okozott csökkenés a nulla fázis körül figyelhető meg. A fénygörbe 4021 mérési pontot tartalmaz, a mérések mindegyike a HATnet HAT-5 jelű teleszkópjával történt.
[Bakos és tsai]

A belső, HAT-P-13b jelű bolygó 2,9162595 naponként kerüli meg csillagát. Mivel nagyon közel mozog hozzá, ezért nagyon felmelegszik, így mérete és hőmérséklete alapján a forró Jupiterek csoportjába tartozik. A fedés hossza - tehát amíg a bolygó hozzánk képest a csillaga előtt tartózkodik - 0,1345 nap.

A fedési fénygörbe alapján azonosított bolygó létének megerősítésére, illetve paramétereinek meghatározására a Keck I teleszkóp HIRES spektrográfjával nagyfelbontású színképeket is felvettek a központi csillagról. Ezek alapján mérni lehet a csillag sebességének látóirányú komponensét (radiális sebesség), az abban bekövetkező periodikus változások alapján pedig a bolygókísérő és pályájának paramétereit lehet megbecsülni. A mérési eredmények első pillantásra összhangban voltak egy egybolygós Kepler-pályával, az alaposabb elemzés azonban azt mutatta, hogy hosszabb távon az illeszkedés mégsem olyan jó. Ezért a méréseket több, mint egy éven keresztül folytatták, aminek eredményeként kiderült, hogy a rendszerben egy másik, távolabb keringő bolygónak is kell lennie.

A HAT-P-13 rendszer radiális sebességének változása az idő függvényében. A több, mint egy évet átfogó adatok legjobban két bolygó feltételezésével illeszthetők. A nagy amplitúdójú változást a külső, elnyúlt pályán keringő óriásbolygó okozza a központi csillag radiális sebességében, míg az erre rakódó kisebb amplitúdójú gyors változásért a belső, csillaghoz közeli forró Jupiter típusú bolygó felelős.
[Bakos és tsai]

A külső, HAT-P-13c jelű bolygó pályaperiódusa 428,5±3,0 nap. A radiális sebességek görbéje alapján tömegparaméterének értéke a Jupiter tömegének 15,2-szerese. Ezzel a módszerrel a tömeg nem, csak a tömeg és a pályahajlás szinuszának szorzata, az ún. tömegparaméter határozható meg. A külső bolygó esetében nem tapasztaltak fedésre utaló jeleket, s ez valószínűleg nem is várható. Az egyébként nagyon elnyúlt (e=0,691±0,018) pálya inklinációjának meghatározásához még további megfigyelések szükségesek. A belső bolygó esetében maga a tömeg is meghatározható, mivel itt a pályahajlásnak 90° közelében kell lennie, hiszen különben a fedés sem következne be. Az sebességgörbe alapján a belső bolygó tömege a Jupiterének 0,85-szorosa, mérete viszont nagyobb, sugara 1,28-szorosa óriásbolygónkénak, azaz sűrűsége a vízének körülbelül fele.

A HAT-P-13 rendszer pályaviszonyai. A pályák paraméterei alapján a két bolygó 2010. április 12-én alsó, míg néhány hét múlva, 2010. május 24-én felső együttállásban lesz.
[http://oklo.org]

Az új kettős bolygórendszer hasznos lehet a bolygórendszerek kialakulásával és dinamikai fejlődésével foglalkozó elméleti kutatások szempontjából is.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• arXiv:0907.3525v2 [astro-ph.EP]