У древней звезды возрастом ~11 млрд. лет обнаружено 5 транзитных планет с размерами, промежуточными между размерами Меркурия и Венеры. Все пять планет находятся на тесных орбитах и связаны друг с другом системой орбитальных резонансов.
Если распространенность планет-гигантов сильно коррелирует с металличностью родительских звезд, то распространенность небольших планет практически не зависит от содержания в их звездах элементов тяжелее гелия. Землеразмерные планеты начали образовываться на заре галактической истории, еще 10-11 млрд. лет назад. Недавнее открытие двух планет у звезды Каптейна, чей возраст оценивается в 10 млрд. лет, и система Kepler-444, которая еще старше, являются наглядными подтверждениями этого тезиса.
Звезда Kepler-444 (KOI-3158, KIC 6278762, HIP 94931) является одной из ярчайших звезд на поле Кеплера, ее видимая звездная величина достигает +8.86. Это оранжевый карлик спектрального класса K0 V, чья масса оценивается в 0.76 ± 0.04 солнечных масс, радиус – в 0.752 ± 0.014 солнечных радиусов, а светимость составляет примерно одну треть от солнечной. Расстояние до звезды измерено по ее параллаксу и равно 35.7 ± 1.1 пк. Kepler-444 отличается резко пониженным содержанием тяжелых элементов: железа в ней в 3.5 раза меньше, чем в составе солнечного вещества, титана, кальция, кремния и других альфа-элементов в 1.8 раза меньше, чем на Солнце. Возраст звезды, определенный методами астросейсмологии, достигает 11.2 ± 1 млрд. лет!
Звезда Kepler-444 отличается быстрым собственным движением и очень высокой пекулярной скоростью, достигающей 154 км/сек. Скорее всего, она принадлежит толстому диску Галактики, хотя не исключена и возможность того, что она является звездой гало.
Kepler-444 входит в состав иерархической тройной звездной системы. На расстоянии 1.87 ± 0.03 угловых секунд от главного компонента спектрального класса K расположена тесная пара из двух красных карликов. На снимках 10-метрового телескопа Кек II звезды пары разрешить не удалось, двойственность была обнаружена спектральными методами. Пара имеет то же собственное движение, что и главный компаньон, их лучевые скорости различаются менее, чем на 3 км/сек. Все это привело ученых к выводу, что все три звезды физически связаны. Главный компонент и пара М-карликов вращаются вокруг общего центра масс, делая один оборот примерно за 430 лет (угловому расстоянию 1.87 секунд на расстоянии 35.7 пк соответствует линейное расстояние ~67 а.е.).
Система Kepler-444 прошла стандартную процедуру валидации (статистического подтверждения планетной природы транзитных кандидатов).
Кривая блеска звезды Kepler-444 демонстрирует 5 транзитных сигналов с периодами 3.600, 4.546, 6.189, 7.743 и 9.74 земных суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусами 0.40, 0.50, 0.53, 0.55 и 0.74 радиусов Земли (считая от внутренней планеты к внешней). Система упакована очень плотно – орбита самой внешней планеты проходит на расстоянии всего 0.081 а.е. от звезды, т.е. почти в 5 раз ближе орбиты Меркурия! Орбиты остальных планет удалены от Kepler-444 в среднем на 12, 14, 17 и 20 звездных радиусов, а сами планеты связаны друг с другом орбитальными резонансами (попарно) 5:4, 4:3, 5:4 и 5:4. Возможно, именно резонансы придают этой системе устойчивость, потому что из-за значительного эксцентриситета орбит планет (эксцентриситет орбиты Kepler-444 c оценивается в 0.31 ± 0.15, а Kepler-444 f – в 0.29 ± 0.20) орбиты некоторых соседних планет выглядят пересекающимися друг с другом. Возможно, в будущем массы планет удастся измерить TTV-методом.
Все планеты в этой системе оказываются горячее Меркурия. Почти наверняка они имеют железокаменный состав и являются лишенными атмосферы аналогами Меркурия. Самая дальняя планета, имеющая радиус 0.74 ± 0.04 радиусов Земли, может быть также горячим аналогом Венеры.
Известные ультракомпактные многопланетные системы Kepler-11, Kepler-33, Kepler-32, Kepler-80 и Kepler-444. Для сравнения показана Солнечная система. Размер кружков пропорционален радиусу планет.
Подобные ультракомпактные системы достаточно редки – в их состав входит только около 1% транзитных кандидатов Кеплера.
Дальнейшее изучение самой старой из известных на сегодняшний день звездных систем позволят ученым составить более точное представление о том, когда и как возникали в галактике планеты.
