планетные системы
планетные системы
новости планетной астрономии
статьи
статистика
поиск
глоссарий
галерея
о сайте
ссылки

18 февраля 2025
Эксцентричный гигант у высокометалличного красного карлика GJ 2126
прямая ссылка на эту новость

Планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца по близким к круговым орбитам (средний эксцентриситет орбит восьми классических планет равен 0.06, максимальный – у Меркурия: 0.206). Однако планеты у других звезд часто находятся на резко эксцентричных орбитах. Известны экзопланеты-гиганты, чей эксцентриситет превышает 0.9! Считается, что такие орбиты планеты приобретают в результате планет-планетного рассеяния или взаимодействия с удаленным компаньоном родительской звезды по механизму Козаи-Лидова.

18 февраля 2025 года в Архиве электронных препринтов вышла статья, посвященная открытию уникальной планеты-гиганта у красного карлика GJ 2126. Планеты-гиганты у красных карликов редки и сами по себе, но GJ 2126 b отличается еще и своей необычной орбитой. Эксцентриситет орбиты гиганта достигает 0.85 ± 0.01!

GJ 2126 – красный карлик спектрального класса M0 V, удаленный от нас на 38.13 ± 0.12 пк. Его масса оценивается в 0.65 ± 0.09 солнечных масс, радиус – в 0.73 ± 0.07 солнечных радиусов, светимость примерно всемеро меньше солнечной. При такой массе и светимости звезда должна быть оранжевым карликом, но она выглядит «красной» из-за уникально высокого содержания тяжелых элементов – их в 4 раза больше, чем на Солнце.

Авторы проанализировали 112 измерений лучевой скорости GJ 2126, полученных на спектрографе HARPS за 15 лет (с 2004 по 2019 год) со средней погрешностью 1.9 м/с. Лучевая скорость звезды продемонстрировала хорошо заметное колебание с периодом 272.7 ± 0.1 суток, форма которого говорила о планете на эксцентричной орбите. Минимальная масса планеты достигает 1.3 ± 0.2 масс Юпитера, большая полуось орбиты составила 0.71 ± 0.03 а.е. Расстояние между планетой и звездой меняется от ~0.11 а.е. в перицентре до ~1.31 а.е. в апоцентре, а температурный режим – от температурного режима немного горячее Меркурия до температурного режима Главного пояса астероидов.

Авторы предположили, что GJ 2126 b оказалась на своей текущей орбите в результате планет-планетного рассеяния, причем второй участник этого события упал на звезду, чем и объясняется ее высокая металличность. Взаимодействие с удаленным компаньоном по механизму Козаи-Лидова менее вероятно, потому что по текущим данным астрометрической миссии «Гайя» GJ 2126 является одиночной звездой. Впрочем, возможно, темного компаньона (коричневого карлика или массивную планету-гигант) удастся обнаружить после новых релизов данных «Гайи» в 2026-2030 годах.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/2502.11139

 

 

13 февраля 2025
TIC 88785435 b: планета у звезды возрастом 16 миллионов лет
прямая ссылка на эту новость

Для лучшего понимания процессов формирования и эволюции планетных систем необходимо изучать планеты разного (и притом хорошо определенного) возраста. Особенно важно изучать молодые системы, потому что многие важные процессы происходят в первые сотни и даже десятки миллионов лет. Очень молодые звезды и протозвезды образуют рассеянные скопления и OB ассоциации, и именно там следует искать самые молодые планеты.

6 февраля 2025 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию планеты у очень молодой звезды TIC 88785435, являющейся членом OB ассоциации Скорпиона-Центавра. Планета была обнаружена TESS и прошла стандартную процедуру валидации. Родительская звезда еще не «села» на главную последовательность и продолжает сжиматься, ее возраст составляет всего 16 ± 1.6 млн. лет.

TIC 88785435 удалена от нас на 122.08 ± 0.25 пк. Ее спектральный класс – K7 V, масса оценивается в 0.72 ± 0.02 солнечных масс, радиус – в 0.91 ± 0.04 солнечных радиусов, светимость в 5.2 раза меньше солнечной.

TIC 88785435 попала на 11, 38 и 65 сектора TESS. Кривая блеска звезды продемонстрировала транзитный сигнал с периодом 10.50884 ± 0.00004 суток и глубиной, соответствующей планете радиусом 5.03 ± 0.21 радиусов Земли. Вероятность не планетной природы этого объекта не превышает 1.4·10-4. TIC 88785435 b вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 0.0843 ± 0.0007 а.е. (19.9 ± 0.5 звездных радиусов) и эксцентриситетом 0.13 ± 0.06, ее эффективная температура составляет 635 ± 16 К.

TIC 88785435 b является одной из наиболее прохладных планет возрастом меньше 30 млн. лет, известных на сегодняшний день. Она представляет большой интерес для дальнейшего изучения методами трансмиссионной спектроскопии с помощью JWST.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/2502.00576

 

 

11 февраля 2025
Две планеты у оранжевого карлика GJ 9048 (KOBE-1)
прямая ссылка на эту новость

В отличие от транзитного метода, метод лучевых скоростей не требует особой геометрической конфигурации, вероятность которой быстро падает с увеличением расстояния между планетой и звездой. В поисках сравнительно удаленных от звезды прохладных планет, например, находящихся в обитаемой зоне, метод лучевых скоростей не имеет конкурентов. В качестве целей особый интерес представляют близкие и относительно яркие красные и оранжевые карлики, поскольку у звезд небольшой массы легче обнаруживать маломассивные планеты. Так, для поиска планет у оранжевых карликов был организован обзор KOBE (K-dwarfs Orbited By habitable Exoplanets = Обитаемые экзопланеты, вращающиеся вокруг K-карликов), в рамках которого измерялись лучевые скорости пятидесяти поздних оранжевых карликов с помощью спектрографа CARMENES.

4 февраля 2025 года в Архиве электронных препринтов вышла статья, посвященная первым успехам обзора KOBE. У позднего оранжевого карлика GJ 9048 были обнаружены два мини-нептуна, один из которых, возможно, является транзитным.

GJ 9048 (HIP 5957, KOBE-1) – оранжевый карлик спектрального класса K7 V, удаленный от нас на 23.88 ± 0.01 пк. Его масса оценивается в 0.63 ± 0.02 солнечных масс, радиус – в 0.62 ± 0.01 солнечных радиусов, светимость примерно в 10 раз меньше солнечной. За три года авторы получили 99 измерений лучевой скорости GJ 9048, из которых 17 были исключены из рассмотрения из-за плохого качества.

Лучевая скорость звезды продемонстрировала два синусоидальных колебания, соответствующих планетам с орбитальными периодами 8.540 ± 0.004 и 29.67 ± 0.05 суток и минимальными массами 8.8 ± 0.8 и 12.4 ± 1.1 масс Земли, соответственно. Орбиты обеих планет близки к круговым. Планеты вращаются на расстоянии 0.0701 ± 0.0004 и 0.1607 ± 0.0010 а.е. от своей звезды, их эффективные температуры составляют 594 ± 5 К и 393 ± 4 К.

Звезда GJ 9048 попала на 17 и 57 сектора TESS. Транзитов планеты b не обнаружено, но на 17 секторе удалось зафиксировать намек на единичное транзитное событие, меньше чем на 1 сигма отстоящее от ожидаемого времени  транзита планеты c. Глубина транзита соответствует планете радиусом 1.69 ± 0.12 радиусов Земли. Если обнаруженная деталь на кривой блеска звезды действительно вызвана транзитом планеты c, ее средняя плотность оказывается более чем вдвое больше средней плотности Земли, что возможно, если она образовалась в результате катастрофического столкновения двух планет с полной потерей водородно-гелиевых оболочек и большей части воды. Возможно, впрочем, что транзит скользящий, тогда радиус планеты может быть больше. В любом случае, необходимы дополнительные фотометрические наблюдения, например, с помощью спутника ChEOPS.


Диаграмма «Масса – Радиус» для известных транзитных экзопланет с измеренной массой. Минимальные массы планет b и c показаны голубой и зеленой вертикальными полосами. Цветными линиями показаны модельные соотношения масса-радиус для планет различного химического состава, в частности, синей сплошной линией показаны супер-Меркурии (массовая доля ядра 70%), серой пунктирной линией – результат ударного столкновения планет. Красными штрихпунктирной и точечной линиями показаны супер-Ганимеды с долей воды 40% при температуре 400 К и 600 К. Темно-зеленым прямоугольником показано положение планеты c, если ее транзит подтвердится.


Информация получена: https://arxiv.org/pdf/2502.01249

 

 

10 февраля 2025
Атмосфера планеты L 98-59 b состоит из сернистого газа
прямая ссылка на эту новость

Три небольшие транзитные планеты у красного карлика L 98-59 были представлены в 2019 году. Их обнаружила TESS при наблюдениях второго сектора. После ряда уточнений радиусы планет оцениваются в 0.85 ± 0.06, 1.34 ± 0.07 и 1.58 ± 0.08 радиусов Земли, а их орбитальные периоды – в 2.25, 3.69 и 7.45 суток, соответственно. Вскоре массы второй и третьей планет измерили методом лучевых скоростей, но масса первой, самой маленькой, долго не давалась ученым. Ее удалось измерить только с помощью самого точного на сегодняшний день спектрографа ESPRESSO – она составила всего 0.40 ± 0.16 масс Земли, что соответствует средней плотности 3.6 ± 1.5 г/куб.см, сравнимой со средней плотностью Марса. Эффективная температура планеты b достигает 627 ± 36 К.

Относительная яркость родительской звезды (+7.93 в полосе J) и небольшие размеры звездного диска делают эту систему прекрасной целью для изучения свойств атмосфер планет методами трансмиссионной спектроскопии с помощью JWST. В сентябре 2024 года у планеты d обнаружили атмосферу, включающую серосодержащие газы (правда, пока неизвестно, какие именно). Трансмиссионный спектр планеты c выглядит плоским, что исключило атмосферу с содержанием тяжелых элементов меньше 300 относительно солнечного значения. И вот, наконец, дошла очередь и до планеты b: 3 февраля 2025 года в Архиве электронных препринтов вышла статья, посвященная наблюдениям четырех транзитов с помощью спектрографа NIRSpec на борту JWST. С достоверностью 3.6 сигма L98-59 b окружена атмосферой из сернистого газа, что может быть следствием бурной вулканической активности.

NIRSpec/JWST наблюдал L98-59 b 30 января, 3, 6 и 19 февраля 2024 года в лучах с длиной волны от 2.7 до 5.2 мкм. Авторы обработали полученные данные несколькими разными алгоритмами, чтобы избежать возможной систематической ошибки.


Вверху: составной трансмиссионный спектр планеты L98-59 b. Белыми точками с черными барами ошибок показаны данные NIRSpec, белыми точками с синими барами ошибок – данные «Хаббла», оранжевой линией показана наилучшая модель. Внизу показано содержание различных примесей в атмосфере L98-59 b, согласующееся с полученным трансмиссионным спектром. По всей видимости, главным компонентом атмосферы L98-59 b является сернистый газ.

Трансмиссионный спектр L 98-59 b свидетельствует о наличии атмосферы, состоящей в основном из сернистого газа. Достоверность наличия атмосферы достигает 3.6 сигма. Количество азота, метана и сероводорода остается неопределенным, но эти газы также могут входить в состав атмосферы. Давление у поверхности плохо определено. Оно точно превышает 0.01 миллибар, но может достигать и 1 бар.

Близость к звезде и небольшая масса планеты приводят к высоким темпам потери атмосферы, достигающим 10 бар за 10 млн. лет. Авторы отмечают, что атмосфера может находиться в равновесии между оттоком и пополнением через дегазацию мантии. Оценив темпы потери атмосферы в 200 тонн в секунду, они нашли, что равновесие будет достигнуто при извержении 1-2 млн. тонн лавы ежесекундно (при земном содержании в ней растворенных газов), что в ~8 раз больше среднего темпа извержений на Ио. Таким образом, L98-59 b предстает перед нами планетой, охваченной бурными вулканическими извержениями. Возможно, ее недра почти полностью расплавлены.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/2501.18680

 

 

7 февраля 2025
Два транзитных мини-нептуна у красного карлика TOI-904, один с температурным режимом Марса
прямая ссылка на эту новость

Вероятность транзитной конфигурации обратно пропорциональна расстоянию между планетой и звездой, поэтому подавляющее большинство транзитных экзопланет находятся на тесных орбитах и сильно нагреты. Однако постепенно растет и количество относительно прохладных транзитных планет с периодами свыше 25 суток. Особенно интересны такие планеты у красных карликов, потому что для них возможно изучение свойств атмосферы методами трансмиссионной спектроскопии силами уже существующих инструментов, например, JWST.

В конце декабря 2023 года в журнале The Astrophysical Journal Letters (а 31 января 2025 года – и в Архиве электронных препринтов) вышла статья, посвященная открытию двух транзитных планет у красного карлика TOI-904. Обе планеты были обнаружены TESS и прошли процедуру валидации. Внешняя планета является самой долгопериодической и прохладной транзитной планетой у красного карлика из всех, обнаруженных TESS.

TOI-904 – ранний красный карлик, удаленный от нас на 46.09 ± 0.04 пк. Его масса оценивается в 0.56 ± 0.03 солнечных масс, радиус – в 0.53 ± 0.02 солнечных радиусов, светимость в 19.6 раз меньше солнечной. Возраст звезды, оцененный разными методами, составляет 1.5 ± 0.2 или 0.8 ± 0.1 млрд. лет, т.е. звезда достаточно молода.

TOI-904 попала на 12-13, 27, 38-39 и 61 сектора TESS. Кривая блеска звезды продемонстрировала два транзитных сигнала с периодами 10.8772 ± 0.0003 и 83.9997 ± 0.0007 суток и глубиной, соответствующей планетам радиусами 2.43 ± 0.16 и 2.17 ± 0.13 радиусов Земли, соответственно. Правда, сначала произошла путаница, и единственный транзит планеты c спутали с одним из транзитов планеты b, но после получения фотометрии 39 сектора убедились, что планет две. Всего зафиксировано 15 транзитов планеты b и 4 транзита планеты c.

Система прошла стандартную процедуру валидации. Чтобы убедиться в планетной природе транзитных кандидатов и оценить их массу, авторы получили 5 измерений лучевой скорости TOI-904 с помощью спектрографа CORALIE. Конечно, это слишком мало для измерения масс планет, были получены только верхние пределы в 174 и 244 масс Земли для планет b и c, соответственно.

Массы планет в системе TOI-904 могут быть точно измерены спектрографом ESPRESSO. Ожидается, что, в зависимости от химического состава, они могут быть равны 3-13 масс Земли.

Из-за яркости родительской звезды (+9.6 в полосе J) обе планеты будут хорошей целью для JWST, особенно интересна прохладная TOI-904 c.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/2310.15118

 

 

2 февраля 2025
У близкой звезды 82 Эридана обнаружен мини-нептун в обитаемой зоне
прямая ссылка на эту новость

Метод лучевых скоростей – один из наиболее плодотворных методов поиска экзопланет, к настоящему времени с его помощью обнаружено свыше тысячи планет. Для него не нужна маловероятная геометрическая конфигурация, как для транзитного метода. Однако колебания лучевой скорости звезды могут быть вызваны не только гравитационным влиянием планет, но и собственной активностью звезды. Для подтверждения планетной природы этих колебаний нужны долгие и плотные ряды измерений и фотометрические наблюдения.

3-планетная система 82 Эридана (HD 20794) была представлена в 2011 году. Получив 187 измерений лучевой скорости звезды на спектрографе HARPS, астрономы обнаружили у нее планеты с орбитальными периодами 18.3, 40.1 и 90.3 суток и минимальными массами 2.7, 2.4 и 4.8 масс Земли, соответственно. Орбиты всех трех планет были близки к круговым.

82 Эридана – одна из ближайших к Солнцу звезд, она удалена от нас всего на 6.041 ± 0.003 пк и видна невооруженным глазом. Ничего удивительного, что ее наблюдения были продолжены, в том числе и другими научными коллективами. Вскоре ученые усомнились в планетной природе 40-суточного колебания. С 2017 по 2023 год вышло несколько работ, где различные авторы находили в данных колебания с периодами ~147, ~331, ~645 и 549-733 суток, однако планетная природа этих колебаний оставалась под вопросом.

Наконец, в январском номере журнала Astronomy&Astrophysics, а 29 января 2025 года – и в Архиве электронных препринтов, вышла новая статья, посвященная уточнению параметров планетной системы 82 Эридана. С октября 2018 года по март 2023 года авторы получили 695 замеров лучевой скорости звезды на самом точном на сегодняшний день спектрографе ESPRESSO с инструментальной погрешностью 0.1 м/с(!). Также они проанализировали кривую блеска, полученную TESS, и учли более ранние измерения на HARPS. Полное время наблюдений родительской звезды превысило 20 лет.

Что же оказалось?

Фотометрия, собранная TESS, позволила определить период вращения 82 Эридана вокруг своей оси – 38.8 ± 2.6 суток. Это означает, что 40-суточное колебание действительно имеет не планетную природу. Авторы легко подтвердили наличие RV-сигналов с периодами 18.3 и 90 суток, а также нашли еще один сигнал с периодом ~645 суток. С учетом последнего, на данный момент система 82 Эридана выглядит так.

Минимальная масса m sin i самой внутренней планеты b составляет 2.15 ± 0.17 масс Земли. Эта суперземля вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите (эксцентриситет не превышает 0.13) на среднем расстоянии 0.1257 ± 0.0005 а.е. и делает один оборот за 18.314 ± 0.002 суток.

Минимальная масса второй планеты (авторы присвоили ей букву c вместо d, поскольку планеты с 40-суточным периодом не существует) оценивается в 3.0 ± 0.3 масс Земли. Она вращается по близкой к круговой орбите (эксцентриситет не превышает 0.16) на среднем расстоянии 0.3625 ± 0.0016 а.е., ее орбитальный период составляет 89.7 ± 0.1 суток. Температурный режим планеты c примерно соответствует температурному режиму Меркурия.

В отличие от орбит внутренних планет орбита внешней планеты d отличается высоким эксцентриситетом, достигающим 0.45 ± 0.11. Минимальная масса планеты d оценивается в 5.8 ± 0.6 масс Земли, почти наверняка это мини-нептун. Планета вращается по эллиптической орбите с большой полуосью 1.354 ± 0.007 а. и делает один оборот за 647.6 ± 2.7 суток, расстояние между планетой и звездой меняется от 0.745 а.е. в перицентре до 1.963 а.е. в апоцентре, а температурный режим – от температурного режима Земли до температурного режима Главного пояса астероидов. Хотя планета d большую часть своей орбиты проводит в обитаемой зоне, крайне маловероятно, что она является потенциально обитаемой из-за почти гарантированного наличия протяженной водородно-гелиевой атмосферы, создающей мощный парниковый эффект.

Авторы отметили, что они не нашли в данных, полученных ESPRESSO, каких-либо свидетельств наличия планеты с периодом ~147 суток, а также газовых гигантов. Таким образом, строение системы 82 Эридана отличается от строения Солнечной системы.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/2501.17092

 

 

27 января 2025
Альбедо западной части дневного полушария LTT 9779 b больше, чем восточной
прямая ссылка на эту новость

Измерение фазовой кривой (зависимость полного блеска системы звезда+планета от орбитальной фазы планеты) позволяет измерить температуру и/или альбедо дневного полушария и температурный контраст между полушариями. Если удается получить данные высокого качества, можно даже обнаружить вариации яркости и/или температуры по диску планеты.

27 января 2025 года в Архиве электронных препринтов вышла статья, посвященная измерению фазовой кривой горячего нептуна LTT 9779 b с помощью инструмента NIRISS на борту JWST. Авторы в течение почти 22 часов измеряли полный блеск системы в 33 спектральных каналах в диапазоне от 0.6 до 2.85 мкм, захватив и транзит, и вторичный минимум. Это позволило не только измерить температуру дневного полушария LTT 9779 b и его альбедо, но и показать, что западная часть видимого диска планеты ярче в видимых лучах, чем восточная.

Горячий нептун LTT 9779 b был представлен в сентябре 2020 года. Его масса оценивается в 29.3 ± 0.8 масс Земли, радиус – в 4.7 ± 0.2 радиусов Земли, орбитальный период составляет всего 0.792 суток (19 часов). Планета вращается на расстоянии 3.9 звездных радиусов от солнцеподобной звезды спектрального класса G7 V, ее эффективная температура достигает 1978 ± 19 К.

В июле 2023 года были опубликованы результаты наблюдений вторичного минимума LTT 9779 b на спутнике ChEOPS. Глубина вторичного минимума соответствовала очень высокому альбедо планеты, 0.80 +0.10/-0.17, что сравнимо с альбедо Венеры. Впрочем, исследователи не учли вклад собственного теплового излучения LTT 9779 b, которое на волнах больше 1 мкм должно быть значительным.

Широкий диапазон NIRISS позволил захватить и участок видимого диапазона, и инфракрасные лучи, где излучение раскаленной планеты наиболее интенсивно. Температура дневного полушария оказалась равной 2260 ± 50 К, при этом температура ночного полушария не превышает 1330 К, что говорит о низкой эффективности теплопереноса на ночную сторону. Усредненное альбедо в лучах с длиной волны 0.6-1.0 мкм, где вклад теплового излучения мал, составило 0.50 ± 0.07, при этом альбедо западной части диска достигает 0.79 ± 0.15, а восточной части – уменьшается до 0.41 ± 0.10. В целом отражательная способность планеты сравнима с отражательной способностью Сатурна или Урана.


Карта отражательной способности LTT 9779 b в видимых лучах в зависимости от долготы (внизу слева) и карта теплового излучения (внизу справа). Вверху слева и вверху справа показаны измеренные фазовые зависимости отраженного и теплового излучения планеты в сравнении с различными моделями.

Скорее всего, облака на LTT 9779 b состоят из силикатов магния, MgSiO3 и/или Mg2SiO4. Они формируются над ночным полушарием и атмосферными потоками переносятся на дневную сторону, где постепенно испаряются и рассеиваются. Достоверность различия в альбедо между западной и восточной частями видимого диска планеты достигает 3.1 сигма.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/2501.14016

 

 

20 января 2025
У яркой звезды HD 23074 (TOI-6054) открыты два транзитных мини-нептуна в резонансе 5:3
прямая ссылка на эту новость

Мини-нептунами называют планеты с радиусами от 1.8 до 4 радиусов Земли. Это очень распространенный тип планет, они встречаются повсеместно. Средней плотности этих планет отвечает несколько вариантов химического состава – от железокаменного ядра, окруженного водородно-гелиевой атмосферой, до водного мира, где вода составляет значительную долю массы планеты, а водорода нет или очень мало. Разумеется, допустимы и четырехслойные модели, в которых железокаменное ядро планеты окружено водной мантией и протяженной водородно-гелиевой оболочкой. Чтобы определить химический состав таких планет, необходимо изучать их атмосферы методами трансмиссионной и эмиссионной спектроскопии. Пока это было сделано всего для 5 мини-нептунов, и состав их атмосфер продемонстрировал большое разнообразие.

17 января 2025 года в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная измерению массы двух мини-нептунов у звезды HD 23074. Обе планеты были обнаружены TESS и подтверждены методом лучевых скоростей с помощью инфракрасного спектрографа NEID.

HD 23074 (TOI-6054) – яркая звезда спектрального класса F9 IV (по другим данным G0), удаленная от нас на 78.73 ± 0.12 пк. Ее масса оценивается в 1.11 ± 0.04 солнечных масс, радиус – в 1.66 ± 0.07 солнечных радиусов, светимость в 3.33 ± 0.14 раз превышает солнечную. Звезда завершает свое пребывание на главной последовательности и примерно через 500 млн. лет превратится в красный гигант, ее возраст достигает 6.0 ± 1.1 млрд. лет.

Звезда попала на 19 и 59 сектора TESS. Кривая блеска звезды продемонстрировала два транзитных сигнала с периодами 7.501 и 12.564 суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусами 2.65 ± 0.15 и 2.81 ± 0.18 радиусов Земли, соответственно. Чтобы измерить их массы, было получено 29 измерений лучевой скорости родительской звезды с помощью NEID со средней погрешностью единичного измерения 1.6 м/с.

Масса планеты b оказалась равной 12.4 ± 1.7 масс Земли, что приводит к средней плотности 3.65 +0.86/-0.71 г/куб.см. Этот мини-нептун вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 0.076 ± 0.005 а.е. и эксцентриситетом 0.16 ± 0.06, его эффективная температура (в предположении нулевого альбедо) достигает 1360 ± 35 К.

Масса планеты c cоставляет 9.2 ± 2.0 масс Земли, что соответствует средней плотности 2.27 +0.73/-0.60 г/куб.см. Орбита второй планеты еще эксцентричнее первой – ее эксцентриситет достигает 0.33 ± 0.08, большая полуось орбиты равна 0.108 ± 0.007 а.е. Эффективная температура планеты c оценивается в 1144 ± 29 К.

Планеты очень близки к орбитальному резонансу 5:3. Отклонение моментов транзитов обеих планет от строгой периодичности может достигать получаса, однако данных пока недостаточно, чтобы делать определенные выводы (зафиксировано только 8 транзитов планеты b и 4 транзита планеты c). Пребывание в резонансе делает систему устойчивой несмотря на то, что орбиты планет выглядят пересекающимися.


Планеты HD 23074 b и HD 23074 c (показаны голубой и фиолетовой точками с барами ошибок) на диаграмме «Масса – Радиус» среди других транзитных планет с радиусами меньше 4 радиусов Земли и массами меньше 15 масс Земли. Цветными линиями показаны модельные соотношения масса-радиус для планет различного химического состава. В частности, зеленой линией показана модель с железокаменным ядром и водородной атмосферой массой 2% полной массы планеты. Синей и голубой линиями показаны модели с массовой долей воды 60% и 40% без существенной водородной атмосферы.

Состав обеих планет пока неизвестен. Они могут быть железокаменными суперземлями, окруженными водородно-гелиевыми оболочками массой 1.4% и 2.5% полной массы планеты, а могут состоять из горных пород и воды без существенной доли водорода, в последнем случае доля воды составит 37% и 60% для планет b и c, соответственно. Различить эти две возможности можно, наблюдая транзиты планет в линии гелия 1083 нм. В случае, если планеты сохранили первичные атмосферы, они должны интенсивно терять гелий, что будет выглядеть как увеличение видимого радиуса планет при наблюдениях в лучах с длиной волны 1083 нм. Эти наблюдения можно провести с наземных телескопов, не тратя дефицитное время JWST.

Авторы также планируют продолжить измерения лучевой скорости родительской звезды, чтобы уточнить массы транзитных планет и поискать возможные не транзитные планеты в этой системе.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/2501.09095

 

 

17 января 2025
Распространенность аналогов Солнечной системы достигает 30%
прямая ссылка на эту новость

Внесолнечная планетология демонстрирует нам не только огромное разнообразие экзопланет, но и планетных систем в целом. Планетные системы могут быть очень плоские и «взболтанные», орбиты планет – почти круговые и резко эксцентричные, соседние планеты могут формировать цепочки орбитальных резонансов, а могут разделяться широкими промежутками. Расположение небольших планет (мини-нептунов и суперземель) и газовых гигантов тоже различается в разных системах: как правило, «горячие юпитеры одиноки», а в системах с теплыми юпитерами нередки небольшие планеты на тесных орбитах. Еще не решен вопрос и об аналогах Солнечной системы – насколько распространены планетные системы знакомой нам архитектуры, и не является ли Солнечная система уникальной?

Известно, что распространенность газовых гигантов у солнцеподобных звезд составляет 16 ± 2%. Это означает, что только примерно одна солнцеподобная звезда из шести может похвастаться наличием планеты типа Юпитера. Однако появляются данные, что наличие у звезды небольших планет на тесных орбитах увеличивает вероятность обнаружить газовые гиганты на широких орбитах почти вдвое. Разные авторы приводят разные оценки этой вероятности: ~30%, 39 ± 7%, 41 ± 15%, 39 ± 12%. Похожее строение имеет и Солнечная система – газовые гиганты Юпитер и Сатурн находятся на широких орбитах, а маленькие планеты земного типа – на более тесных.

14 января 2025 года в Архиве электронных препринтов вышла статья, посвященная поискам долгопериодических планет-гигантов у звезд, у которых TESS обнаружила небольшие планеты. Авторы отобрали 47 мало активных медленно вращающихся звезд с массами от 0.5 до 1.5 солнечных масс и температурой фотосферы меньше 6250 К, имеющих транзитные планеты с радиусами 1-6 радиусов Земли. Исследователи измеряли лучевые скорости этих звезд преимущественно с помощью спектрографа HIRES, а также Levy, получив в среднем по 37 (но не меньше 25) измерений на одну звезду в течение 1109 суток (или примерно трех лет). Они искали колебания лучевой скорости, которые могли вызывать планеты-гиганты, или линейный и/или квадратичный дрейф лучевой скорости, вызванный объектами на очень широких орбитах.

В итоге было найдено 6 долгопериодических планет-гигантов (из них 4 были известны ранее или недавно открыты другими научными коллективами, две – обнаружены авторами статьи два года назад), а 6 звезд продемонстрировали дополнительный дрейф лучевой скорости. Поскольку этот дрейф может быть вызван как планетами-гигантами, так и более тяжелыми объектами – коричневыми карликами и маломассивными звездами, исследователи оценили распространенность планет с массами от 0.2 до 12.5 масс Юпитера и большими полуосями орбит от 1 до 10 а.е. в 30 +14/-12% – при условии, что у родительской звезды есть хотя бы одна планета радиусом 1-4 радиусов Земли и периодом меньше 10 суток. Как можно видеть, эта оценка в пределах погрешностей согласуется с оценками других авторов.

Авторы пришли к выводу, что планетные системы с таким строением (небольшие планеты вблизи звезды, планеты-гиганты на широких орбитах с небольшим эксцентриситетом) возникают в результате эволюции невозмущенных или мало возмущенных (динамически холодных) протопланетных дисков.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/2501.06342

 

 

15 января 2025
TOI-5108 b и TOI 5786 b: еще два субсатурна от TESS
прямая ссылка на эту новость

Субсатурнами принято называть планеты, промежуточные по своим свойствам между свойствами Нептуна и Сатурна, т.е. с радиусами от 4 до 8 радиусов Земли и массами примерно от 20 до 80 масс Земли. Все они окружены водородно-гелиевыми оболочками, масса которых может варьироваться в широких пределах. Если массовая доля водородной оболочки превышает 50%, планета считается легким газовым гигантом, в противном случае – тяжелым нептуном.

8 января 2025 года в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная обнаружению еще двух субсатурнов TOI-5108 b и TOI 5786 b. Обе планеты были обнаружены TESS и подтверждены методом лучевых скоростей с помощью спектрографов MaHPS, SOPHIE и TRES.

TOI-5108 – солнцеподобная звезда немного ярче и горячее Солнца. Ее масса оценивается в 1.10 ± 0.03 солнечных масс, радиус – в 1.29 ± 0.04 солнечных радиусов, светимость на 70% больше солнечной. Звезда отличается повышенным содержанием тяжелых элементов – их примерно в 1.6 раз больше, чем в составе Солнца. Возраст TOI-5108 достигает 5.8 ± 1.0 млрд. лет, она удалена от нас на 131.1 ± 0.6 пк.

При радиусе 6.6 ± 0.1 радиусов Земли масса TOI-5108 b составляет 32 ± 5 масс Земли (0.101 ± 0.016 масс Юпитера), что соответствует средней плотности 0.60 ± 0.09 г/куб.см. Планета вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите на расстоянии 0.073 ± 0.004 а.е. и делает один оборот за 6.75358 суток. Эффективная температура TOI-5108 b достигает 1180 ± 40 К.

TOI-5786 еще ярче и горячее: ее спектральный класс F7 V. Масса звезды составляет 1.23 ± 0.04 солнечных масс, радиус – 1.36 ± 0.05 солнечных радиусов, светимость примерно в 2.5 раза больше солнечной. Возраст звезды оценивается в 2.5 ± 0.7 млрд. лет.

На расстоянии 1.03 ± 0.01 угловых секунд (199.6 ± 2.1 а.е. в проекции на небесную сферу) расположен звездный компаньон спектрального класса M5 V. Система удалена от нас на 193.8 ± 0.5 пк.

Кривая блеска TOI-5786 продемонстрировала два транзитных сигнала с периодами 6.99841 ± 0.00002 и 12.77911 ± 0.00002 суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусами 3.83 ± 0.16 и 8.54 ± 0.13 радиусов Земли, соответственно. Измерения лучевой скорости звезды позволили определить только массу внешней планеты – она оказалась равной 73 ± 9 масс Земли (0.23 ± 0.03 масс Юпитера), что соответствует средней плотности 0.64 ± 0.08 г/куб.см. На массу внутренней планеты был наложен верхний предел в 36 масс Земли, ее эффективная температура – 1260 ± 40 К.

Сравнение с моделями планет-гигантов показало, что массовая доля водородно-гелиевой оболочки в составе TOI-5108 b составляет 38%, а в составе TOI-5786 b – 74%. По формальным признакам первая планета является тяжелым нептуном, а вторая – легким газовым гигантом. Для определения массы внутренней планеты TOI-5786 c нужны наблюдения с помощью спектрографов, более точных, чем SOPHIE или MaHPS.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/2501.03803

 

 

11 января 2025
TOI-1295 b, TOI-2580 b, TOI-6016 b и TOI-6130 b: горячие юпитеры у ярких F-звезд
прямая ссылка на эту новость

Открытия горячих юпитеров давно стало рутиной. Для обнаружения планет этого типа не нужно ни мощных телескопов, ни очень чувствительных спектрографов, их открывают и транзитным методом, и методом лучевых скоростей. К настоящему моменту количество известных горячих юпитеров превысило шесть сотен и продолжает увеличиваться практически еженедельно. Это достаточно большое количество для обнаружения статистических закономерностей и лучшего понимания процессов формирования и эволюции планет-гигантов.

9 января 2025 года в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная открытию еще четырех транзитных горячих юпитеров. Все они были обнаружены TESS и подтверждены методом лучевых скоростей. Для измерения масс всех 4 планет использовался новый спектрограф MaHPS, установленный на 2.1-метровом телескопе обсерватории Вендельштейн в Германии. Для измерения масс TOI-2580 b и TOI-6016 b также использовались архивные измерения спектрографов NEID и TRES.

Таблица 1. Свойства родительских звезд

Звезда
Расстояние, пк
Масса, масс Солнца
Радиус, радиусов Солнца
Светимость, светимостей Солнца
Металличность [Fe/H]
Возраст, млрд. лет
388 ± 5
1.38 ± 0.08
1.70 ± 0.03
3.86 ± 0.11
0.26 ± 0.06
2.0 ± 0.3
379 ± 5
1.33 ± 0.08
1.81 ± 0.06
4.13 ± 0.21
0.26 ± 0.06
2.0 ± 0.4
365 ± 4
1.31 ± 0.08
1.51 ±0.03
2.89 ± 0.08
0.28 ± 0.06
0.3 ± 0.1
221 ± 3
1.16 ± 0.07
1.16 ± 0.03
1.54 ± 0.05
0.18 ± 0.06
1.3 ± 0.2

Таблица 2. Свойства планет

Планета
Орбитальный период, сут.
Большая полуось орбиты, а.е.
Эксцентриситет
Масса, масс Юпитера
Радиус, радиусов Юпитера
Средняя плотность, г/куб.см
Эффективная температура, К
TOI-1295 b
3.19688
0.047 ± 0.002
0.024 ± 0.020
1.42 ± 0.08
1.40 ± 0.08
0.65 ± 0.05
2360 ± 50
TOI-2580 b
3.39775
0.048 ± 0.003
0.08 ± 0.04
0.63 ± 0.08
1.55 ± 0.05
0.22 ± 0.04
2410 ± 60
TOI-6016 b
4.02369
0.055 ± 0.002
0
1.17 ± 0.09
1.22 ± 0.03
0.81 ± 0.08
1890 ± 40
TOI-6130 b
2.39268
0.036 ± 0.002
0.036 ± 0.018
1.05 ± 0.06
1.28 ± 0.03
0.64 ± 0.06
1750 ± 40


Новые планеты (показаны цветными иксами) на диаграмме «Радиус – Масса» среди других транзитных экзопланет-гигантов. Обычно оси задаются наоборот: по оси абсцисс масса, по оси ординат радиус.

Как можно видеть, из-за высоких температур все планеты раздуты.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/2501.04383

 

 

10 января 2025
Измерена масса субсатурна TOI-6038A b
прямая ссылка на эту новость

Субсатурнами называют планеты, промежуточные по своим свойствам между свойствами Нептуна и Сатурна, т.е. с радиусами от 4 до 8 радиусов Земли и массами примерно от 20 до 80 масс Земли. В Солнечной системе таких планет нет. По своим физическим свойствам субсатурны могут быть тяжелыми нептунами, легкими газовыми гигантами или чем-то промежуточным. Границу между этими типами планет принято проводить по массовой доле водородно-гелиевой оболочки: если она больше 50%, то планета считается газовым гигантом, в противном случае – нептуном.

7 января 2025 года в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная открытию субсатурна у главного компонента широкой пары TOI-6038A. Планета была обнаружена TESS и подтверждена методом лучевых скоростей с помощью спектрографа PARAS-2, недавно установленного на 2.5-метровом телескопе обсерватории на горе Абу в Индии.

TOI-6038A (TIC 194736418) – звезда позднего F-класса, удаленная от нас на 177.2 ± 0.6 пк. Ее масса оценивается в 1.29 ± 0.07 солнечных масс, радиус – в 1.65 ± 0.04 солнечных радиусов, светимость в 3.4 ± 0.3 раза больше светимости Солнца. Звезда недавно сошла с главной последовательности и начала эволюционировать в сторону превращения в красный гигант, ее возраст составляет 3.65 ± 0.9 млрд. лет.

На расстоянии 17.87 угловых секунд (3217 а.е. в проекции на небесную сферу) находится звездный компаньон TIC 194736419 спектрального класса K со светимостью примерно вдвое меньше солнечной.

TOI-6038 попала на 18 и 58 сектора TESS. Кривая блеска звезды продемонстрировала транзитный сигнал с периодом 5.82673 ± 0.00001 суток и глубиной, соответствующей планете радиусом 6.4 ± 0.2 радиуса Земли. Для определения радиуса планеты исследователи учли световое загрязнение, создаваемое компаньоном (обе звезды попадают на один пиксель матрицы TESS).

Чтобы измерить массу планеты, авторы получили 29 измерений лучевой скорости звезды на PARAS-2 со средней погрешностью 8.3 м/с. Масса TOI-6038A b оказалась равной 78.5 ± 9.9 масс Земли (0.25 ± 0.03 масс Юпитера), что соответствует средней плотности 1.62 ± 0.24 г/куб.см. Планета вращается вокруг своей звезды по круговой орбите на расстоянии 0.069 ± 0.001 а.е. (9 звездных радиусов), ее эффективная температура достигает 1439 ± 25 К.


Планета TOI-6038A b (подписана) на диаграмме «Масса – Радиус» среди других транзитных планет с измеренной массой и эффективной температурой от 500 до 2000 К. Цвет планет отражает их эффективную температуру, цветовая шкала расположена в левой части графика. Сплошными цветными линиями показаны модельные соотношения масса-радиус для планет различного химического состава, пунктирной черной линией показана линия равной плотности 1.62 г/куб.см. Бледно-розовой полосой показана область субсатурнов. Для сравнения приведены также Уран, Нептун и Сатурн (показаны черными кружками).

Сравнение параметров TOI-6038A b с моделями показало, что доля тяжелых элементов в ее составе достигает 74 ± 10%, т.е. перед нами тяжелый нептун. На водородно-гелиевую оболочку приходится около 26% массы, но ~86% объема, протяженность оболочки оценивается в 3.07 ± 0.28 радиуса Земли, т.е. около половины радиуса планеты.

Авторы обсудили, как TOI-6038A b могла оказаться на своей текущей орбите. Наличие звездного компаньона намекает на то, что планета могла мигрировать внутрь системы в результате высокоэксцентричной миграции с дальнейшим скруглением орбиты приливными силами. Однако характерное время скругления примерно равно возрасту системы, при этом орбита выглядит круговой. Быть может, планета перешла на тесную орбиту путем спокойной миграции в протопланетном диске? Ответ на этот вопрос можно получить, измерив наклонение плоскости орбиты к оси вращения звезды с помощью эффекта Мак-Лафлина, амплитуда которого ожидается равной 7 м/с. Возможно, это будет сделано в ближайшее время.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/2501.02272

 

 

7 января 2025
В атмосфере планеты GJ 504 b обнаружен аммиак
прямая ссылка на эту новость

Планета-гигант GJ 504 b была обнаружена на инфракрасных снимках телескопа Субару в 2013 году. До сих пор это одна из самых прохладных планет, для которых получены прямые изображения, ее эффективная температура близка к 500 К. Сравнение блеска планеты в различных полосах инфракрасного диапазона показало, что планета практически лишена облаков, а в ее атмосфере присутствует метан. Расстояние между планетой и звездой достигает 44.4 ± 0.7 а.е. (в проекции на небесную сферу), т.е. она по меньшей мере в полтора раза дальше от своей звезды, чем Нептун от Солнца. Это означает, что орбитальный период планеты достигает сотен лет, что затрудняет измерение ее массы методом лучевых скоростей. В зависимости от принятого возраста масса GJ 504 b может составлять от 1.3 +0.6/-0.3 масс Юпитера (при возрасте 21 ± 2 млн. лет) до 23.3 ± 10 масс Юпитера (при возрасте 4.0 ± 1.8 млрд. лет).

3 января 2025 года в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная наблюдениям GJ 504 b с помощью инструмента MIRI на борту JWST. Наблюдения проводились 4 июля 2023 года с применением коронографа в трех фильтрах F1065C, F1140C и F1550C, т.е. в лучах с длиной волны 10.6, 11.3 и 15.5 мкм.


Изображение планеты GJ 504 b (на левом рисунке подписана), полученное MIRI/JWST в фильтрах F1065C, F1140C и F1550C. Положение родительской звезды показано зеленой звездой, ее излучение погашено коронографом.

Измерение блеска GJ 504 b в разных спектральных полосах позволило уточнить ее эффективную температуру (512 ± 10 К) и радиус (1.08 ± 0.04 радиусов Юпитера). Содержание тяжелых элементов в ~3.5 раза превышает солнечное значение. Относительно меньший блеск планеты в лучах с длиной волны ~10.6 мкм вызван поглощением в спектральной полосе аммиака, который обнаружен с достоверностью 12.5 сигма. Это первое надежное обнаружение аммиака в атмосфере планеты, наблюдаемой на снимках.


Слева: составной эмиссионный спектр GJ 504 b, полученный различными инструментами. Данные MIRI показаны красными точками. Черная линия показывает эмиссионный спектр для наилучшей модели планеты с температурой 512 К, радиусом 1.08 радиусов Юпитера и металличностью [Fe/H] = 0.54. Справа вверху: более детально показанный участок эмиссионного спектра в диапазоне 10-16 мкм. Справа внизу: полоса поглощения аммиака.

Сравнение размеров и температуры GJ 504 b с моделями показало, что возраст планеты составляет от 400 млн. до 1 млрд. лет, а масса не превышает 17 масс Юпитера. Скорее всего, она значительно меньше и попадает в диапазон планетных масс. Будущие наблюдения формы спектральных линий помогут точнее определить ускорение свободного падения в атмосфере GJ 504 b, а значит – и ее массу.

Информация получена: https://arxiv.org/pdf/2501.00104

 

 

Архив новостей:

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012_1 2012_2 2013_1 2013_2 2014_1 2014_2 2015_1 2015_2 2016_1 2016_2 2017_1 2017_2 2018_1 2018_2 2019_1 2019_2 2020_1 2020_2 2021_1 2021_2 2022_1 2022_2 2023_1 2023_2 2024_1 2024_2