< На Земле «внезапно» произошла одна из крупнейших магнитных бурь за последние годы

TOI-2285 b: суперземля почти в обитаемой зоне

Представлена планета с радиусом 1.74 радиуса Земли, вращающаяся вблизи внутреннего края обитаемой зоны красного карлика, удаленного от нас на 42.4 пк. Возможно, на поверхности планеты есть горячий жидкий океан.

---

Владислава Ананьева

Большинство планет, обнаруженных «Кеплером», относятся к суб-нептунам – планетам с радиусами, промежуточными между радиусами Земли и Нептуна. При этом распределение по радиусам «горячих планет» (т.е. с инсоляцией, в 10 и более раз превосходящей инсоляцию на орбите Земли) имеет характерный двугорбый вид с глубоким минимумом в области радиусов 1.6-2.0 радиусов Земли. Этот минимум, получивший название зазора Фултона, маркирует границу между суперземлями – планетами, утратившими свои первичные водородно-гелиевые атмосферы – и мини-нептунами, сохранившими их. 

Вместе с тем пока не ясно, продолжается ли зазор Фултона в область более прохладных планет. Чтобы разобраться с этим вопросом, необходимо измерять массы транзитных суб-нептунов, находящихся на достаточно широких орбитах. К сожалению, вероятность транзитной конфигурации быстро падает с увеличением расстояния между планетой и звездой, также уменьшается и полуамплитуда колебаний лучевой скорости звезды, вызванных гравитационным влиянием планеты. Все это делает определение физической природы суб-нептунов, находящихся на достаточно широких орбитах, очень непростой задачей.

20 октября 2021 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию суб-нептуна TOI-2285 b – небольшой транзитной планеты, вращающейся вокруг своей звезды по эллиптической орбите, частично пролегающей через обитаемую зону. Планета была обнаружена TESS и затем прошла процедуру валидации. Авторы попытались определить ее массу методом лучевых скоростей, но получили только верхний предел в 19.5 масс Земли. Тем не менее, вероятность ложного открытия (т.е. не планетной природы TOI-2285 b) не превышает 4·10^-4. В дальнейшем планета будет прекрасной целью для инфракрасных телескопов (особенно JWST и Ariel), которые смогут изучить свойства ее атмосферы методами трансмиссионной спектроскопии.

TOI-2285 – красный карлик спектрального класса M0 V, удаленный от нас на 42.41 ± 0.05 пк. Его масса оценивается в 0.454 ± 0.01 солнечных масс, радиус – в 0.464 ± 0.013 солнечных радиусов, светимость примерно в 35 раз меньше солнечной. Судя по низкому уровню активности и отсутствию фотометрической переменности, звезда отличается зрелым возрастом в несколько миллиардов лет.

TESS наблюдала TOI-2285 на 16, 17 и 24 секторах. На кривой блеска звезды было обнаружено три транзитных события, в дальнейшем 2 транзита пронаблюдали на наземных инструментах. Глубина транзита соответствовала планете радиусом 1.74 ± 0.08 радиусов Земли с орбитальным периодом 27.27 суток. Эксцентриситет орбиты планеты оказался заметно отличным от нуля – 0.3 ± 0.1.

Чтобы измерить массу планеты, авторы получили 11 замеров лучевой скорости TOI-2285 с помощью инфракрасного спектрографа IRD, установленного на телескопе Субару. Погрешность единичного измерения составила 3-4 м/с. К сожалению, для измерения массы планеты этого оказалось недостаточно, и авторы смогли получить только верхний предел в 19.5 масс Земли.

Измеренный радиус планеты не позволяет определить ее физическую природу. TOI-2285 b может быть железокаменной суперземлей, и тогда ее масса составит ~8 масс Земли, а может быть мини-нептуном с протяженной водородной атмосферой, и тогда ее масса может опускаться до ~2 масс Земли. Средняя освещенность TOI-2285 b в ~1.54 раза превышает освещенность на орбите Земли, что выводит эту планету за пределы обитаемой зоны, однако в широкой области пространства параметров под плотной водородной атмосферой планеты может быть горячий жидкий водный океан.

Если масса планеты равна 8 массам Земли, она должна наводить на свою звезду колебания с полуамплитудой ~3 м/с, что вполне доступно лучшим современным спектрографам. Дальнейшее накопление измерений лучевой скорости звезды позволит или измерить массу планеты, или существенно ужесточить ее верхний предел.

---