Рисунок 1: На небольшой панели в левом верхнем углу показана иллюстрация космического телескопа НАСА TESS, ответственного за первую идентификацию экзопланет TOI-2141b и TOI-1736b. На заднем плане — фотография обсерватории OHP с куполом 1,93-метрового телескопа, где установлен прибор SOPHIE, отвечающий за обнаружение и характеристику экзопланет TOI-2141b, TOI-1736b и TOI-1736c. Фото: Эдер Мартиоли.
Исследование, опубликованное сегодня (15 декабря) в журнале «Астрономия и астрофизика», раскрывает открытие двух новых планетных систем, вращающихся вокруг звезд, подобных нашему Солнцу, также известных как солнечные аналоги.
Исследование возглавили доктор Эдер Мартиоли, научный сотрудник Национальной лаборатории астрофизики (LNA/MCTI) и младший научный сотрудник Парижского института астрофизики (IAP), а также доктор Гийом Эбрар, исследователь из Парижский институт астрофизики (IAP).
Наблюдения, ответственные за обнаружение этих двух систем, названных TOI-1736 и TOI-2141, проводились с использованием космического телескопа НАСА TESS и спектрографа SOPHIE, установленного на 1,93-метровом телескопе в Обсерватории Верхнего Прованса (OHP) на юге Франции. на рисунке 1.
Подобные планетарные системы не только расширяют наше понимание формирования и эволюции планет вокруг солнцеподобных звезд, но также позволяют более точно измерить физические свойства этих планет, используя сходство между родительской звездой и нашим Солнцем.
Открытие экзопланет
Открытие в 1995 году первой экзопланеты вокруг солнечноподобной звезды 51 Пегаси b, сделанное с помощью того же 1,93-метрового телескопа в OHP и повлекшее за собой Нобелевскую премию по физике для астрономов Мишеля Майора и Дидье Кело, ознаменовало начало революция в нашем понимании планетных систем во Вселенной.
Сегодня известно более 5500 экзопланет, и это число растет с каждым днем. Открытие этих объектов дает возможность изучить появление планет вокруг звезд и разнообразие физических характеристик, обнаруженных в различных системах.
Один из уроков, извлеченных после открытия первой экзопланеты, заключается в том, что Солнечная система не уникальна и не включает в себя все возможные типы планет. Например, планета 51 Пегаси b размером с Юпитер, но вращается гораздо ближе к своей звезде, чем любая другая планета Солнечной системы, поэтому ее называют «горячим Юпитером». Другие распространенные типы планет в экзопланетных системах включают суперземли и мини-нептуны, которых нет в нашей солнечной системе.
Еще одно важное открытие заключается в том, что различные типы звезд, большие или меньшие, более горячие или холодные, не препятствуют образованию планет. Однако тип звезды может влиять на частоту появления определенных типов планет.
Работа команды доктора Эдера Мартиоли была сосредоточена на изучении двух звезд, очень похожих на Солнце, каждая из которых содержит мини-Нептун, а одна из них также содержит супер-Юпитер. Ни один из этих типов планет не имеет аналогов в Солнечной системе. Это позволило глубже понять наличие планет с различными характеристиками и то, как эти тела развиваются в среде, похожей на наше Солнце.
Планетарная система ТОИ-2141
Первая система этого открытия, TOI-2141, состоит из звезды, расположенной на расстоянии 250 световых лет от нас, почти идентичного размера и немного более старшего возраста, чем наше Солнце. Его химический состав также показывает нехватку более тяжелых элементов по сравнению с Солнцем. Количество этих более тяжелых элементов является важным фактором в процессе формирования планет.
Планета TOI-2141b была обнаружена с помощью транзитного метода, при котором планета проходит перед звездой, вызывая небольшие периодические затмения, позволяющие ее обнаружить путем мониторинга изменений яркости звезды. Эта планета имеет диаметр в три раза больше Земли и массу примерно в 24 раза больше Земли, классифицируется как мини-Нептун. Он совершает оборот вокруг звезды каждые 18,26 дней, сохраняя расстояние всего 13% расстояния между Землей и Солнцем.
Из-за близости к звезде предполагается, что температура планеты составляет около 450°C. Его плотность предполагает наличие скалистого ядра и атмосферы с большим количеством воды, правда, исключительно в газообразном виде из-за высоких температур. Других планет в этой системе не обнаружено, но нельзя исключать возможность обнаружения планет меньшего размера из-за ограничений методов наблюдения.
Рисунок 2: Художественное изображение планетной системы TOI-1736 с внемасштабными изображениями планет TOI-1736c (слева) и TOI-1736b (в центре). Фото: Леандро де Алмейда.
Планетарная система ТОИ-1736.
Вторая система этого открытия, TOI-1736, оказалась несколько экзотической. Главная звезда расположена на расстоянии 290 световых лет и очень похожа на Солнце, особенно по температуре и возрасту, будучи лишь примерно на 15% больше Солнца и имея несколько большую концентрацию более тяжелых химических элементов.
В этом исследовании было обнаружено, что у системы TOI-1736 есть звезда-компаньон, меньшая и холоднее, что характеризует ее как двойную звездную систему. Тем не менее, более холодная звезда находится достаточно далеко, чтобы избежать взаимодействия с планетной системой, которая вращается исключительно вокруг главной звезды, похожей на Солнце. В этой системе были обнаружены как минимум две планеты, как показано на рисунке 2.
Первый, TOI-1736b, тоже является мини-Нептуном, диаметром в 2,5 раза больше земного и массой в 13 раз больше земной. Он совершает транзиты и вращается по орбите на расстоянии от звезды, эквивалентном всего 7% расстояния между Землей и Солнцем, совершая оборот по орбите каждые 7,1 дня. Из-за такой близости планета получает значительно больше радиации от звезды, в результате чего ее предполагаемая температура составляет 800°C.
Вторая планета, TOI-1736c, не имеет транзитов и имеет массу в 2800 раз больше, чем у Земли, почти в девять раз больше, чем у Юпитера — самой большой планеты Солнечной системы. Благодаря такому размеру TOI-1736c классифицируется как супер-Юпитер и едва не стал звездой.
Он совершает оборот по орбите каждые 570 дней. Расположенная всего на 30% дальше Земли от Солнца, эта планета находится в так называемой обитаемой зоне звезды TOI-1736. Эта зона определяется как область вокруг звезды с подходящей температурой, позволяющей существование жидкой воды на поверхности планеты.
TOI-1736c, скорее всего, является газовым гигантом, похожим на Юпитер, поэтому не ожидается, что он будет иметь твердую поверхность, как у Земли. Однако, если случайно на планете TOI-1736c окажется луна, такое твердое тело может иметь атмосферу, потенциально допускающую присутствие жидкой воды и, возможно, являющуюся обитаемым миром.
Наблюдения TOI-1736 выявили признаки возможной третьей планеты, вращающейся на большем расстоянии, что требует долгосрочного мониторинга для подтверждения. Поэтому команда продолжает наблюдать TOI-1736 с помощью спектрографа SOPHIE на OHP, надеясь вскоре собрать больше информации об этой звезде, столь похожей на Солнце, но содержащей такую разнообразную планетную систему.
Информация от: Национальной лабораторией астрофизики – ЛНА.
