Mu Arae: Звезда с системой планет имени героев «Дон Кихота»

Введение

Это звезда типа G главной последовательности, расположенная примерно в 50 световых годах от Солнца в созвездии Ара. У звезды есть планетарная система с четырьмя известными экзопланетами (обозначенными Mu Arae b, c, d и e; позднее названными Quijote, Dulcinea, Rocinante и Sancho соответственно), три из которых имеют массы, сопоставимые с массой Юпитера. Mu Arae c, самая близкая к звезде, была первой обнаруженной горячей Нептуной или суперземлей.

Номенклатура

μ Arae (лат. Mu Arae) — обозначение звезды по Байеру. HD 160691 — запись в каталоге Генри Дрейпера. Общепринятая конвенция для экзопланет заключается в том, что планеты получают обозначения, состоящие из имени звезды, за которым следуют строчные римские буквы, начиная с "b", в порядке их открытия. Эту систему использовала команда под руководством Кшиштофа Гоздевского. Вопрос о том, какая конвенция является «правильной», остаётся открытым, однако большинство последующих научных публикаций об этой системе, по-видимому, приняли систему Pepe et al., как и запись системы в Энциклопедии экзопланет. В июле 2014 года Международный астрономический союз запустил NameExoWorlds — процесс присвоения собственных имён определённым экзопланетам и их звёздам-хозяевам. Процесс включал публичное выдвижение и голосование за новые имена. В декабре 2015 года МАС объявил, что имена-победители — Сервантес для этой звезды и Кихот, Дульсинея, Росинант и Санчо для её планет (b, c, d и e соответственно; МАС использовал систему Пепе и др.). Победившие имена были предложены Планетарием де Памплона (Испания). Мигель де Сервантес Сааведра (1547–1616) — известный испанский писатель и автор романа «Хитроумный идальго Дон Кихот Ламанчский». Планеты названы в честь персонажей этого романа: Кихот — главный герой, Дульсинея — его возлюбленная, Росинант — его конь, а Санчо — его оруженосец. В 2016 году МАС организовал Рабочую группу по именам звёзд (WGSN) для каталогизации и стандартизации собственных имён звёзд. В своём первом бюллетене от июля 2016 года WGSN официально признал имена экзопланет и их звёзд-хозяев, одобренные Рабочей группой Исполнительного комитета по публичному наименованию планет и планетных спутников, включая имена звёзд, принятые в ходе кампании NameExoWorlds 2015 года. Эта звезда теперь внесена в Каталог имён звёзд МАС. Наблюдаемая звёздная величина звезды, видимая с Земли, составляет +5.15, что делает её видимой невооружённым глазом. Астеросейсмический анализ звезды показывает, что её масса примерно на 10% больше массы Солнца, а возраст значительно больше — около 6,34 миллиарда лет. Радиус звезды на 36% больше радиуса Солнца, а светимость на 90% выше. Содержание железа в звезде в два раза превышает его содержание в Солнце, поэтому звезда характеризуется как богатая металлами. Му-Араэ также обогащена гелием в большей степени, чем Солнце. Открытие было сделано путём анализа изменений радиальной скорости звезды (измеренных путём наблюдения сдвига Доплера в спектральных линиях звезды), вызванных гравитационным воздействием планеты. Дальнейшие наблюдения выявили наличие второго объекта в системе (теперь обозначенного как Mu Arae e), результаты были опубликованы в 2004 году. В то время параметры этой планеты были недостаточно точно определены, и предполагалось, что она имеет орбиту с периодом около 8,2 лет и высокой эксцентричностью. В 2006 году две команды, одна под руководством Кшиштофа Гоздевского, а другая — Франческо Пепе, независимо друг от друга представили четыре планетарные модели для измерения радиальной скорости звезды, с новой планетой (Mu Arae d) на почти круговой орбите с периодом около 311 дней. Новая модель предоставляет пересмотренные параметры для ранее известных планет, с орбитами меньшей эксцентричности, чем в предыдущей модели, и более точную характеристику орбиты Му Араэ e. Открытие четвёртой планеты сделало Му Араэ второй известной внесолнечной системой, содержащей четыре планеты, после 55 Cancri.

μ Arae (Latinised to Mu Arae) is the star's Bayer designation. HD 160691 is the entry in the Henry Draper Catalogue. The established convention for extrasolar planets is that the planets receive designations consisting of the star's name followed by lower case Roman letters starting from "b", in order of discovery. This system was used by a team led by Krzysztof Goździewski. the issue of which convention is 'correct' remains open, however most subsequent scientific publications about this system appear to have adopted the Pepe et al. system, as has the system's entry in the Extrasolar Planets Encyclopaedia. In July 2014 the International Astronomical Union launched NameExoWorlds, a process for giving proper names to certain exoplanets and their host stars. The process involved public nomination and voting for the new names. In December 2015, the IAU announced the winning names were Cervantes for this star and Quijote, Dulcinea, Rocinante and Sancho, for its planets (b, c, d, and e, respectively; the IAU used the Pepe et al system). The winning names were those submitted by the Planetario de Pamplona, Spain. Miguel de Cervantes Saavedra (1547–1616) was a famous Spanish writer and author of El Ingenioso Hidalgo Don Quixote de la Mancha. The planets are named after characters of that novel: Quijote was the lead character; Dulcinea his love interest; Rocinante his horse, and Sancho his squire. In 2016, the IAU organized a Working Group on Star Names (WGSN) to catalog and standardize proper names for stars. In its first bulletin of July 2016, the WGSN explicitly recognized the names of exoplanets and their host stars approved by the Executive Committee Working Group Public Naming of Planets and Planetary Satellites, including the names of stars adopted during the 2015 NameExoWorlds campaign. This star is now so entered in the IAU Catalog of Star Names. Seen from Earth it has an apparent magnitude of +5.15 and is thus visible to the naked eye. Asteroseismic analysis of the star reveals it is approximately 10% more massive than the Sun and significantly older, at around 6.34 billion years. The radius of the star is 36% greater than that of the Sun and it is 90% more luminous. The star contains twice the abundance of iron relative to hydrogen of the Sun and is therefore described as metal rich. Mu Arae is also more enriched than the Sun in the element helium. The discovery was made by analysing variations in the star's radial velocity (measured by observing the Doppler shift of the star's spectral lines) as a result of being pulled around by the planet's gravity. Further observations revealed the presence of a second object in the system (now designated as Mu Arae e), which was published in 2004. At the time, the parameters of this planet were poorly constrained and it was thought to be in an orbit of around 8.2 years with a high eccentricity. In 2006, two teams, one led by Krzysztof Goździewski and the other by Francesco Pepe independently announced four planet models for the radial velocity measurements of the star, with a new planet (Mu Arae d) in a near circular orbit lasting approximately 311 days. The new model gives revised parameters for the previously known planets, with lower eccentricity orbits than in the previous model and including a more robust characterization of the orbit of Mu Arae e. The discovery of the fourth planet made Mu Arae the second known four planet extrasolar system, after 55 Cancri.

Архитектура системы и пригодность для жизни

Система Му-Араэ состоит из внутренней планеты с массой, сопоставимой с массой Урана, находящейся на тесной 9-дневной орбите, и трех массивных планет, предположительно газовых гигантов, на широких, почти круговых орбитах. Это контрастирует с орбитами с высокой эксцентриситетом, которые обычно наблюдаются у экзопланет с большим периодом обращения. Планета с массой Урана может быть хтонической планетой – ядром газового гиганта, лишенным внешних слоев под воздействием звездного излучения. В качестве альтернативы, она могла сформироваться во внутренних областях системы Му-Араэ как скалистая "супер-Земля". Газовый гигант "b" расположен в жидкой водной обитаемой зоне Му-Араэ. Это препятствует формированию планет, подобных Земле, в обитаемой зоне, однако крупные спутники газового гиганта потенциально могут поддерживать жидкую воду. С другой стороны, неясно, могут ли сформироваться вокруг газового гиганта луны, достаточно массивные для удержания атмосферы и жидкой воды, из-за теоретического закона масштабирования, связывающего массу планеты и ее спутниковой системы. Кроме того, измерения ультрафиолетового потока звезды указывают на то, что потенциально обитаемые планеты или луны могут не получать достаточного количества ультрафиолетового излучения для запуска образования биомолекул. Планета "d" получает количество ультрафиолетового излучения, сопоставимое с земным, и поэтому находится в ультрафиолетовой обитаемой зоне. Однако, на поверхности ее лун вода в жидком состоянии не может существовать.