Периодограмма RV и индикаторов активности HD 88986. Сверху вниз: HIRES и HIRES+ S-индекс, SOPHIE+ S-индекс, биссектриса, RV и остатки RV после кеплеровской аппроксимации на 146,1 d. Фото: Астрономия и астрофизика (2023). DOI: 10.1051/0004-6361/202347897
Астрономы сделали редкое открытие маленькой холодной экзопланеты и ее массивного внешнего компаньона, проливая свет на формирование таких планет, как Земля.
Находки включают в себя планету с радиусом и массой между Землей и Нептуном, с потенциальной орбитой вокруг своей звезды-хозяина в 146 дней. В звездной системе также есть внешний крупный спутник, масса которого в 100 раз превышает массу Юпитера.
Это редкое открытие: экзопланеты меньше и легче Нептуна и Урана, как известно, трудно обнаружить, и лишь некоторые из них идентифицированы по сей день. Такие редкие системы особенно интересны для лучшего понимания формирования и эволюции планет; Считается, что они станут ключевым шагом для обнаружения планет земного типа вокруг звезд.
Новая планетная система обнаружена вокруг звезды HD88986. Эта звезда имеет температуру, аналогичную солнечной, но немного больший радиус и достаточно яркая, чтобы ее могли увидеть внимательные наблюдатели в местах темного неба по всей Великобритании, таких как национальный парк Баннау-Брихейниог (Брекон-Биконс).
Это исследование, опубликованное в журнале Astronomy & Astrophysicals, возглавляет Неда Хейдари, иранский научный сотрудник Парижского института астрофизики (IAP). В Великобритании Томас Уилсон, старший научный сотрудник Уорикского университета, руководил анализом спутниковых данных, включая поиск новых планет. В команду также входят исследователи из 29 других институтов из девяти стран, включая Швейцарию, Чили и США.
Холодная экзопланета, похожая на Нептун.
В состав планетной системы входит холодная планета размером меньше Нептуна, так называемый субнептун, HD88986b. Эта планета имеет самый длинный орбитальный период (146 дней) среди известных экзопланет, меньших, чем Нептун или Уран, с точными измерениями массы.
Неда Хейдари, IAP, объяснила: «Большинство планет, которые мы обнаружили и измерили по массе и радиусу, имеют короткие орбиты, обычно менее 40 дней. Солнцу требуется 88 дней, чтобы совершить полный оборот по орбите».
«Этот недостаток обнаружения планет с более длинными орбитами ставит проблемы в понимании того, как планеты формируются и развиваются в других системах и даже в нашей Солнечной системе. HD88986b с периодом обращения 146 дней потенциально имеет самую длинную известную орбиту среди популяции небольших планеты с точными измерениями».
HD88986b был обнаружен с помощью SOPHIE — высокоточного спектрографа (аппарата, анализирующего длины волн света экзопланет) в обсерватории Верхнего Прованса, Франция. СОФИ обнаруживает и характеризует экзопланеты, используя «метод лучевых скоростей», измеряя крошечные изменения движения звезды, вызванные планетами, вращающимися вокруг нее.
Эти наблюдения выявили планету и позволили команде оценить ее массу примерно в 17 раз больше массы Земли.
Дополнительные наблюдения, полученные с помощью космического телескопа НАСА Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) и космического телескопа Европейского космического агентства (ESA), характеризующего спутник ExOPlanet Satellite (CHEOPS), указывают на то, что планета, вероятно, «проходит» перед своей звездой-хозяином. Это происходит, когда ее орбита проходит по лучу зрения между Землей и звездой, частично затмевая звезду, вызывая уменьшение ее яркости, которое можно наблюдать и количественно оценить.
Эти наблюдения с обоих спутников позволили команде напрямую оценить диаметр планеты примерно в два раза больше, чем у Земли. Результаты исследования основаны на более чем 25-летних наблюдениях, включая данные со спутника ЕКА Gaia и телескопа Кек на Гавайях.
Более того, при температуре атмосферы всего 190 градусов Цельсия HD88986b предоставляет редкую возможность для изучения состава так называемых «холодных» атмосфер, поскольку большинство обнаруженных атмосфер экзопланет имеют температуру выше 1000 градусов Цельсия.
Из-за широкой орбиты субнептуновой HD88986b (до 60% расстояния Земля-Солнце) HD88986b, вероятно, подвергалась редким взаимодействиям с другими планетами, которые могут существовать в планетной системе, и слабой потере массы из-за сильного ультрафиолета. излучение центральной звезды. Поэтому он, возможно, сохранил свой первоначальный химический состав, что позволило ученым изучить возможные сценарии формирования и эволюции этой планетной системы.
Томас Уилсон с факультета физики Уорикского университета сказал: «HD88986b, по сути, представляет собой уменьшенный Нептун, расположенный между орбитами Меркурия и Венеры. Он становится одной из наиболее изученных маленьких холодных экзопланет, открывающих путь для изучения ее атмосферы понять сходство с нашей собственной планетой Земля. Она также вращается вокруг звезды с температурой, близкой к солнечной, что делает ее предшественником планет земного типа, которые будут обнаружены космическим телескопом ПЛАТО, в котором Уорвик играет ведущую роль».
Второй, внешний спутник
Астрономы также обнаружили второго, внешнего спутника центральной звезды. Эта экзопланета отличается особой массой (более чем в 100 раз больше массы Юпитера), а период ее орбиты составляет несколько десятков лет. Необходимы дальнейшие наблюдения, чтобы понять его природу и лучше определить его свойства.
Томас Уилсон добавил: «Мы собирали данные с телескопов, направленных на HD88986, в течение более 25 лет, что сделало эту экзопланетную систему одной из самых длительно изучаемых. Это богатство данных выявило второго внешнего компаньона, более массивного, чем Юпитер, который, возможно, был важен для формирования Нептуноподобная планета, похожая на Юпитер в нашей Солнечной системе».
Информация от: Университетом Уорика
