< TOI-172 b: массивный гигант на эксцентричной орбите

Открыты две потенциально обитаемые планеты у звезды Тигардена

У близкого ультрахолодного карлика GAT 1370 обнаружены две планеты примерно земной массы с температурными режимами Земли и Марса.

---

Владислава Ананьева

Звезда Тигардена (Teegarden’s Star, GAT 1370) – ближайший к нам ультрахолодный карлик, звезда, очень близкая к пределу Кумара, который разграничивает звезды главной последовательности и коричневые карлики. Несмотря на близость к Солнцу (3.831 ± 0.004 пк), звезда Тигардена была открыта только в 2003 году. Ее спектральный класс – M7 V, а светимость в 1370 раз меньше светимости Солнца. Масса звезды оценивается в 0.089 ± 0.009 солнечных масс, оценки радиуса различаются от 0.107 ± 0.004 до 0.127 ± 0.004 солнечных радиусов (т.е. звезда по размерам только чуть-чуть больше Юпитера). Медленное вращение и низкий уровень активности говорят о древнем возрасте, превышающем 8 млрд. лет.

Интересно, что звезда Тигардена находится вблизи плоскости эклиптики (на расстоянии 0.3°), поэтому с нее можно наблюдать транзиты различных планет Солнечной системы по диску Солнца. С 1956 года оттуда видны транзиты Меркурия, с 2044 до 2496 год будут видны также транзиты Земли, а с 2190 по 2438 год – еще и транзиты Марса. Примерно через тысячу лет со звезды Тигардена можно будет наблюдать транзиты Венеры, Юпитера, Сатурна и Нептуна. Смена планет Солнечной системы, временно проходящих по диску Солнца, обусловлена быстрым собственным движением GAT 1370 поперек эклиптики.

С января 2016 года лучевую скорость звезды Тигардена измеряет спектрограф CARMENES, специально предназначенный для поиска планет у тусклых красных карликов. Всего было сделано 245 замеров, из них 7 оказались низкого качества и были исключены из анализа. 

Лучевая скорость звезды демонстрирует два когерентных колебания с периодами 4.9100 ± 0.0014 и 11.409 ± 0.009 земных суток, которые не сопровождаются никакими признаками звездной активности. Вероятность того, что эти RV-сигналы являются ложнопозитивами, менее 10^-10 для каждого. Исследователи, изучавшие звезду Тигардена, пришли к выводу, что эти колебания вызваны планетами. Есть еще один слабый сигнал с периодом 25.94 суток, но для его подтверждения необходимы дальнейшие наблюдения.

Внутренняя планета b имеет минимальную массу (параметр m sin i) 1.05 ± 0.13 масс Земли. Она вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите (эксцентриситет не превышает 0.16) на среднем расстоянии 0.0252 ± 0.0009 а.е. и получает в 1.15 ± 0.08 раз больше энергии, чем Земля от Солнца. 

Минимальная масса внешней планеты c составляет 1.11 ± 0.16 масс Земли, она вращается на среднем расстоянии 0.0443 ± 0.0015 а.е. и получает 0.37 ± 0.03 той энергии, что приходит к Земле от Солнца. Таким образом, обе планеты оказываются потенциально обитаемыми.

К сожалению, наклон орбит обеих планет не известен. Авторы поискали транзиты планеты b (геометрическая вероятность транзитной конфигурации 2.1%, ожидаемая глубина транзита 0.7%), но ничего не нашли. Считая орбиты случайно ориентированными в пространстве, можно из статистических соображений оценить истинные массы планет в 1.25 ^+0.68/_-0.22 масс Земли и 1.33 ^+0.71/_-0.25 масс Земли для планет b и c, соответственно. Хотя, конечно, остается небольшая вероятность того, что орбиты видны «плашмя», и истинные массы планет в несколько раз больше минимальных.

Обе планеты звезды Тигардена могут быть на пределе возможностей разрешены следующим поколением наземных телескопов 30-метрового класса. Так, для планеты c ожидается расстояние в квадратуре 0.012 угловых секунд и контраст со звездой 10-7 (при радиусе планеты, равном земному). Возможно, уже в следующем десятилетии мы увидим эти планеты на снимках!

Источник: https://arxiv.org/pdf/1906.07196.pdf

---