< Ты узнаешь его из тысячи

Система TOI-2202: пара гигантов вблизи резонанса 2:1

Представлена система из двух планет-гигантов с массами 0.98 и 0.37 масс Юпитера, вращающихся вокруг позднего оранжевого карлика TOI-2202. Планеты близки к орбитальному резонансу 2:1.

---

Владислава Ананьева

Согласно современным теориям планетообразования, планеты-гиганты образуются за снеговой линией, там, где благодаря конденсации ледяных пылинок скачком возрастает плотность пыли и создаются условия для быстрого формирования планетных эмбрионов – ядер будущих газовых гигантов. Сразу после образования планеты начинают мигрировать внутрь системы благодаря взаимодействию с протопланетным диском. В некоторых системах эта миграция приводит к падению планеты на звезду, в некоторых останавливается, когда будущий горячий юпитер подходит к внутреннему краю протопланетного диска и оказывается на орбите с периодом менее 10 суток, в большинстве же случаев миграция останавливается раньше, и планета становится т.н. «теплым юпитером». В отличие от систем с горячими юпитерами, которые, как правило, одиноки (но и тут есть исключения), теплые юпитеры часто входят в состав многопланетных систем.

12 августа 2021 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию двух планет-гигантов у оранжевого карлика TOI-2202. Внутренняя планета была обнаружена TESS, о наличии второй заподозрили по заметным периодическим отклонениям моментов транзитов первой и подтвердили методом лучевых скоростей. Обе планеты близки к орбитальному резонансу 2:1.

TOI-2202 – оранжевый карлик спектрального класса K8 V, удаленный от нас на 236 ± 1 пк. Его масса оценивается в 0.823 ± 0.027 солнечных масс, радиус – 0.794 ± 0.007 солнечных радиусов, светимость составляет 0.397 ± 0.014 солнечных. Звезда отличается зрелым возрастом в 7.5 ± 3.3 млрд. лет.

TESS наблюдала TOI-2202 на пяти секторах – 1, 2, 6, 9 и 13. Кривая блеска звезды продемонстрировала глубокий транзитный сигнал с периодом 11.91 суток, соответствующий планете-гиганту. Однако при более внимательном изучении оказалось, что транзиты не строго периодичны, т.е. в наличии явные вариации времени наступления транзитов (TTV), амплитуда которых достигает 1.2 часов. Это означает, что в системе есть еще как минимум одна планета.

Для определения параметров второй планеты и измерения массы первой было получено 26 замеров лучевой скорости звезды с помощью спектрографа FEROS, 21 замер на HARPS и 4 – на PFS. Масса внутренней планеты TOI-2202 b оказалась равной 0.98 ± 0.06 масс Юпитера, масса внешней (не транзитной) TOI-2202 c – 0.37 ± 0.1 масс Юпитера. Орбитальный период второй планеты составил 24.67 ± 0.03 суток. Большая погрешность в определении массы второй планеты объясняется близостью ее периода и периода вращения звезды (24 ± 2 суток). Эксцентриситеты орбит обеих планет невелики: ~0.04 у планеты b и ~0.06 у планеты c. Хотя TOI-2202 c не проходит по звездному диску, динамический анализ позволил довольно точно определить наклонение ее орбиты – 84.7 ± 2.9°. Таким образом, взаимное наклонение орбит обеих планет достигает 6.5 ± 2.1°.

Из-за того, что транзит TOI-2202 b является скользящим, радиус планеты определен с формально большими погрешностями – 1.01 ^+0.52/_-0.08 радиусов Юпитера. Однако более вероятным выглядит нижнее значение погрешности: будучи теплым юпитером, планета TOI-2202 b нагрета умеренно и не должна быть раздута. Скорее всего, радиус второй планеты также близок к радиусу Юпитера.

Авторы изучили динамическую устойчивость системы TOI-2202 и нашли, что она является полностью устойчивой на протяжении как минимум 1 млн. лет. Такая конфигурация (два гиганта на тесных орбитах вблизи резонанса 2:1) является редкой, что делает эту систему интересной для дальнейшего изучения.

Источник: https://arxiv.org/pdf/2108.05323.pdf

---