< Астрономы увидели вспышку активности гигантской кометы из облака Оорта

TOI-1518 b: очень горячий юпитер на почти полярной орбите

Представлен очень горячий (температура дневного полушария свыше 3200 К) раздутый газовый гигант на орбите с наклонением 240° к звездному экватору, вращающийся на расстоянии 4.29 звездных радиусов от яркой F-звезды.

---

Владислава Ананьева

Многие горячие юпитеры оказались на своих текущих орбитах посредством механизма эксцентричной миграции. Сформировавшись в протопланетном диске за снеговой линией, в результате возмущения (планет-планетного рассеяния или взаимодействия со звездным компаньоном родительской звезды по механизму Козаи-Лидова) планета оказывается на эксцентричной орбите с низким перицентром, которая в дальнейшем скругляется приливными силами. При этом итоговая орбита, как правило, оказывается сильно наклоненной к звездному экватору, полярной или даже ретроградной.

Измерить наклонение орбиты к оси вращения звезды можно, наблюдая эффект Мак-Лафлина – характерное изменение усредненной лучевой скорости звезды во время транзита планеты, вызванное тем, что непрозрачный диск планеты последовательно закрывает от нас различные участки звездного диска. Эффект Мак-Лафлина проявляется тем сильнее, чем быстрее звезда вращается вокруг своей оси и чем больше радиус планеты.

27 августа 2021 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию горячего юпитера TOI-1518 b. Планета вращается вокруг яркой горячей быстро вращающейся звезды спектрального класса F0 и сама сильно нагрета и раздута. 

Звезда TOI-1518 (BD+66 1610) попала на 17 и 18 сектор TESS (наблюдения с 7 октября по 27 ноября 2019 года). Звезда удалена от нас на 227.4 ± 1.7 пк, ее масса оценивается в 1.79 ± 0.26 солнечных масс, радиус – в 1.95 ± 0.05 солнечных радиусов, светимость в ~9.7 раз превосходит солнечную. 

На кривой блеска звезды был обнаружен глубокий транзитный сигнал с периодом 1.9026 суток и глубиной, соответствующей планете с радиусом 1.875 ± 0.053 радиусов Юпитера. Раздутый гигант вращался на расстоянии всего 4.29 ± 0.06 звездных радиусов, его эффективную температуру оценили в 2492 ± 38 К.

Помимо транзитов кривая блеска звезды продемонстрировала слабые колебания, соответствующие фазовой кривой планеты, и отчетливый вторичный минимум в моменты захода планеты за звезду. Это позволило ценить температуры и дневного, и ночного полушарий TOI-1518 b. Температура дневного полушария оказалась равной 3237 ± 59 К – побольше, чем у многих звезд! При этом температура ночного полушария составляет «всего» 1700 ⁺⁷⁰⁰/_-1200 К. Это говорит о низкой эффективности теплопереноса с дневного полушария на ночное.

Чтобы измерить массу планеты, авторы получили 22 замера лучевой скорости TOI-1518 с помощью спектрографа FIES, установленном на Северном оптическом телескопе (NOT). Однако из-за очень быстрого вращения звезды и огромных погрешностей единичного замера (от 220 до 490 м/с) им удалось получить только верхний предел – 2.3 масс Юпитера.

Хотя измерить эффект Мак-Лафлина исследователям не удалось, им удалось зафиксировать, как меняется профиль отдельных линий в спектре звезды во время транзита планеты. Этот метод (доплеровская томография) также позволяет измерить наклонение орбиты, которое для TOI-1518 b оказалось равным 240 ± 1°! Таким образом, эта во всех смыслах экстремальная планета имеет необычную ретроградную (при этом близкую к полярной) орбиту.

Кроме того, авторам статьи удалось зафиксировать линии нейтрального и однократно ионизированного железа, образующиеся в атмосфере планеты. От линий железа в атмосфере звезды их можно отличить по сильному доплеровскому сдвигу ~165 км/с.

В целом система TOI-1518 благодаря своей необычности и яркости родительской звезды будет прекрасной целью для будущих исследований методами как трансмиссионной, так и эмиссионной спектроскопии.

Источник: https://arxiv.org/pdf/2108.11403.pdf

---