Художественная концепция 126 планет в последнем каталоге TESS-Keck Survey основана на данных, включая радиус, массу, плотность и температуру планет. Вопросительные знаки обозначают планеты, требующие большего количества данных для полной характеристики. Фото: Обсерватория В.М. Кека/Адам Макаренко.
Хотя вокруг других звезд были обнаружены тысячи планет, о них известно относительно мало. Каталог НАСА, в котором представлены 126 экзотических, недавно открытых миров, включает подробные измерения, позволяющие провести сравнение с нашей Солнечной системой.
В каталоге подробно описывается удивительное сочетание типов планет за пределами нашей солнечной системы: от редких миров с экстремальными условиями до тех, на которых возможно существование жизни.
Планеты были проанализированы большой международной группой ученых с использованием спутника НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS) в сотрудничестве с обсерваторией В.М. Кека на Маунакеа, Гавайи. Они описаны в сегодняшнем выпуске серии дополнений к астрофизическому журналу.
«Относительно немногие из ранее известных экзопланет имеют измерения как массы, так и радиуса. Комбинация этих измерений говорит нам, из чего могли состоять планеты и как они сформировались», — сказал Стивен Кейн, астрофизик Калифорнийского университета в Риверсайде и главный исследователь исследование TESS-Keck.
«Благодаря этой информации мы можем начать отвечать на вопросы о том, какое место наша Солнечная система занимает в великом гобелене других планетных систем», — сказал Кейн.
Исследовательская группа потратила три года на разработку каталога. Они проанализировали более 13 000 измерений лучевой скорости (RV) для расчета масс 120 подтвержденных планет, а также шести планет-кандидатов, разбросанных по северному небу.
Хотя сами планеты не видны, они имеют видимый эффект. На своем орбите планеты притягивают свои звезды-хозяева, заставляя их «раскачиваться». Когда звезда приближается к телескопу, ее видимый свет становится немного голубее; когда он удаляется от нас, свет становится немного краснее.
Это очень похоже на то, как ведет себя звук. Из-за эффекта Доплера сирена пожарной машины становится более высокой по мере приближения и более низкой по мере удаления.
«Эти измерения спутников позволяют астрономам обнаруживать и изучать свойства этих экзопланетных систем. Когда мы видим звезду, регулярно раскачивающуюся взад и вперед, мы можем сделать вывод о наличии вращающейся по орбите планеты и измерить массу планеты», — сказал Ян Кроссфилд из Университета Канзаса. астрофизик и соавтор каталога.
Несколько планет в обзоре TESS-Keck служат пробными камнями для углубления понимания астрономами различных способов формирования и развития планет.
Соответствующий обзорный документ, опубликованный в «Астрономическом журнале» и написанный аспиранткой Калифорнийского университета Мишель Хилл, объявляет об открытии двух новых планет, вращающихся вокруг звезды, подобной нашему Солнцу. Первая — это планета «суб-Сатурна», масса и радиус которой находятся между Нептуном и Сатурном.
«Идут постоянные споры о том, действительно ли планеты к югу от Сатурна редки, или же мы просто плохо находим такие планеты», — сказал Хилл. «Итак, эта планета, TOI-1386 b, является важным дополнением к этой демографической группе планет».
TOI-1386 b совершает оборот вокруг своей звезды всего за 26 дней. Между тем, ее соседка, планета с массой, близкой к массе Сатурна, совершает оборот вокруг той же звезды за 227 дней.
В другом исследовательском документе, написанном аспиранткой УЦР Дарьей Пидгородецкой и доступном на сервере препринтов arXiv, описывается планета размером примерно в половину Нептуна, которой требуется всего 19 дней, чтобы совершить оборот вокруг своей звезды, очень похожей на наше Солнце.
«Планеты меньше Нептуна, но больше Земли — самые распространенные миры в нашей галактике, но их нет в нашей солнечной системе. Каждый раз, когда открывается новая, нам напоминают о том, насколько разнообразна наша Вселенная и что наше существование в космосе может быть более уникальным, чем мы можем себе представить», — сказала Подгородецкая.
Есть много звезд, не похожих на наше Солнце. Если ученые хотят провести удачное сравнение нашего мира с другими, им необходимо найти звезды аналогичного возраста, размера и массы. «Тогда мы сможем провести сравнение яблок с яблоками», — сказал Кейн. «Это самая захватывающая часть статей, подготовленных Мишель и Дарьей, потому что они позволяют это».
В каталоге также подробно описаны планеты с еще более экстремальными, сверхкороткими орбитами вокруг звезд, в отличие от нашего Солнца. Один из них находится настолько близко к своему оранжевому карлику, что совершает полный оборот менее чем за 12 часов.
TOI-1798 — система, в которой расположены две планеты. Внутренняя планета представляет собой странную Супер-Землю, расположенную так близко к своей звезде, что год в этом чужом мире длится всего лишь половину земных суток. Фото: Обсерватория В.М. Кека/Адам Макаренко.
«TOI-1798 c вращается вокруг своей звезды так быстро, что один год на этой планете длится менее половины суток на Земле. Из-за близости к своим звездам-хозяевам планеты, подобные этой, также очень горячие — они получают более чем в 3000 раз больше радиации. что Земля получает от Солнца», — сказал Алекс Полански, аспирант физики и астрономии Канзасского университета и ведущий автор статьи-каталога.
«Существование в такой экстремальной среде означает, что эта планета, вероятно, потеряла всю атмосферу, которую она изначально сформировала», — сказал Полански.
В конечном счете, этот новый каталог представляет собой важный вклад как в миссию НАСА TESS, так и в ответ на вопрос, способны ли другие планеты иметь жизнь в том виде, в котором мы ее знаем.
«Мы необычные? Вопрос по этому вопросу еще не решен, но наш новый массовый каталог представляет собой важный шаг к ответу на этот вопрос», — сказал Кейн.
Информация от: Калифорнийским университетом в Риверсайде.
