2017.10.20. - Hat bolygó egy Naphoz hasonló csillag körül

Tizennyolc évet átfogó radiálissebesség-mérések alapján a HD 34445 katalógusjelű, a Naphoz hasonló, de annál öregebb csillag körül hat bolygó is kering, amelyek tömege a Jupiterének 5 és 63 százaléka közé esik.

A HD 34445 katalógusjelű, G0V színképtípusú és 7,31 magnitúdó látszó fényességű csillag távolsága a Gaia asztrometriai műhold mérései alapján 45,4 parszek, azaz 148 fényév. A csillag becsült kora 8,5 ± 2 milliárd év, valamennyivel már a fősorozat felett helyezkedik el, kicsivel több fémet tartalmaz, mint a Nap, becsült tengelyforgási periódusa pedig 22 nap körüli.

Az első tudósítás még 2010-ben érkezett arról, hogy a HD 34445 körül bolygó kering. Steven Vogt és munkatársai által a Keck Obszervatórium HIRES spektrográfjával 12 év alatt rögzített spektrumokból származtatott 68 nagy pontosságú radiálissebesség-mérés, valamint Andrew Howard és kollégái által a McDonald Obszervatórium Hobby-Eberly teleszkópján működő HRS spektrográffal 6 év alatt gyűjtött 50 radiálissebesség-adat alapján a csillag körül e = 0,27 excentricitású pályán P = 1049 napos periódussal kering egy legalább 0,79 Jupiter tömegű bolygó. Már akkor felmerült egy második, 117 napos keringési idejű és 52 Föld tömegű bolygó létezésének lehetősége, ennek megerősítéséhez, illetve a további lehetséges periódusok kizárásához azonban sokkal több mérésre lett volna szükség.

Vogt és munkatársai ezért folytatták az adatgyűjtést, és 2014 januárjáig további 160 HIRES spektrumot rögzítettek, de a HD 34445-öt a Magellán-teleszkóp PFS (Planet Finder Spectrometer) és a Lick Obszervatórium APF (Automated Planet Finder) műszerének célpontlistáján is szerepeltették, így 18 év alatt összesen 333 nagy felbontású színképet, ezzel pedig ugyanennyi nagy pontosságú radiálissebesség-adatot gyűjtöttek a csillagról, amelyek alapján a rendszerben még legalább 5 további bolygó is kering.

A HD 34445 közel két évtizedet átfogó radiálissebesség-adatai. A különböző távcső/műszer párosokkal rögzített spektrumokból nyert sebességértékeket eltérő színek jelzik: Keck/HIRES (kék), HET10 (zöld), Keck10 (vörös), Magellán/PFS (barna), APF (magenta). A fekete folytonos vonal az illesztett hatbolygós Kepler-modellt jelzi.
[Vogt és mtsai, 2017]

A mérések és a modell alapján a HD 34445 hat bolygójának keringési periódusai rendre 1057, 215, 118, 49, 677 és 5700 nap, tömegük pedig a Jupiterének legalább 63, 17, 10, 5, 12 és 38 százaléka. A csillag mozgásában a bolygók gravitációs hatása által okozott komponenseket sebesség-amplitúdója 2 és 5 m/s közé esik, ezért a rendszer alapvetően nem hasonlít a Naprendszerre, amelyben a Napot csak a Jupiter és a Szaturnusz képesek ekkora amplitúdóval "megrángatni", de a többszörös tranzitot mutató Kepler-rendszerekre sem, amelyekben a pályák sokkal kompaktabbak, mint a HD 34445 esetében.

A radiálissebesség-módszerrel felfedezett exobolygók tömeg-periódus diagramja. A HD 34445 hat bolygójának pozícióját kövér fekete pontok jelzik. Jól látszik, hogy ezek az eloszlás alsó burkolójának közelében helyezkednek el. Ebben a tekintetben a rendszer a HD 219134 körül keringő bolygók csoportjára emlékeztet, bár a HD 34445 rendszerében nincsenek olyan rövid keringési idejű planéták, mint a HD 219134 rendszerében.
[Vogt és mtsai, 2017]

Az eredményeket részletező szakcikk az Astronomical Journal c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• The Astronomical Journal, 154:181 (11pp), 2017 November