Экзосатурн из «пустыни нептунов» оказался тройной звездой

Астрономы опровергли существование сатурноподобной экзопланеты K2-399b, попадающей в «пустыню нептунов». Оказалось, что система на самом деле состоит из трех звезд — пары красных карликов и солнцеподобной звезды. Открытие подчеркивает важность создания универсального протокола подтверждения открытий экзопланет. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

Подтверждение открытия экзопланет транзитным методом может быть получено измерением колебаний радиальной скорости звезды, что также дает значение их массы. Однако в случае небольших экзопланет у тусклых звезд эти наблюдения могут быть весьма трудными, из-за чего может применяться альтернативный метод подтверждения в виде статистически значимого последовательного отклонения всех гипотез, объясняющих падение яркости звезды явлениями, не связанными с прохождением планеты по диску звезды.

Однако вероятность ложного срабатывания может оказаться существенной из-за использования наборов вспомогательных данных наблюдений (спектрометрических, фотометрических или прямых наблюдений) с разной точностью, а также из-за человеческого фактора. При этом планеты, найденные таким методом, в каталогах занимают положение, равнозначное телам, подтвержденным методом радиальных скоростей, что может привести к негативным последствиям при анализе выборок экзопланет по свойствам, если изначально открытие действительно было ошибочным. Ожидается, что в ближайшем будущем протокол подтверждения открытий экзопланет будет пересмотрен и станет универсальным для всех.

Группа астрономов во главе с Хорхе Лилло-Боксом (Jorge Lillo-Box) из Испанского астробиологического центра сообщила об опровержении открытия экзопланеты K2-399b. Ученые сделали такой вывод, основываясь на данных по колебаниям радиальной скорости звезды, полученных спектрографами CARMENES, HARPS и TRES, а также на основе фотометрических данных с наземных телескопов LCOGT и MuSCAT3.

Первоначально падения яркости звезды, интерпретированные как транзиты, были обнаружены в 2021 году при повторном анализе архивных данных космического телескопа «Кеплер», подтверждение открытия делалось статистическим методом. Предполагалось, что это экзопланета с периодом обращения 0,76 земного дня вокруг звезды К-типа, радиусом в шесть радиусов Земли и массой около тридцати масс Земли. Попадание объекта в «пустыню нептунов» (наблюдаемый недостаток экзопланет, похожих по размерам на Нептун, на короткопериодных орбитах) делало K2-399b интересной целью для будущих исследований атмосферы. При этом считалось, что вероятность ложного срабатывания этого открытия составляет всего 0,078 процента.

Анализ колебаний радиальной скорости не выявил никаких короткопериодных тел в системе, зато обнаружился сигнал, соответствующий телу с минимальной массой 0,41 массы Солнца, находящемуся на вытянутой (эксцентриситет 0,49) орбите с периодом 846,6 дня. Фотометрические данные также говорят в пользу идеи, что падения блеска вызываются телом не планетарной природы.

Итоговая модель системы выглядит следующим образом. K2-399 — иерархическая кратная звездная система, состоящая из карликовой звезды спектрального типа G1, вокруг которой по долгопериодической орбите обращается пара из маломассивных красных карликов типа М5, с периодом обращения вокруг друг друга 1,52 дня. Затмения в системе порождаются парой красных карликов, а не планетой.

Это не первая «фальшивая» экзопланета — ранее за прообраз планеты Вулкан принимали проявления активности звезды 40 Эридана.