< На Луне нашли холодные ловушки для углекислого газа

TOI-2257 b: мини-нептун на эксцентричной орбите, проходящей через обитаемую зону

Представлена планета с радиусом ~2.2 радиусов Земли, вращающаяся вокруг красного карлика TOI-2257 по эллиптической орбите с эксцентриситетом ~0.5 и орбитальным периодом 35.19 суток.

---

Владислава Ананьева

Благодаря своим малым размерам и массам звезды красные карлики представляют собой отличную цель при поисках рядом с ними небольших планет. Было организовано несколько наблюдательных программ, посвященных поискам планет именно у красных карликов (MEarth, SPECULOOS, CARMENES и др.). Также транзитные кандидаты у красных карликов нередко обнаруживает TESS. 3 ноября 2021 года в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная валидации (статистическому подтверждению) очень интересной планеты – мини-нептуна, вращающегося вокруг красного карлика по сравнительно широкой резко эксцентричной орбите. 

Звезда TOI-2257 попала на 14, 20, 21 и 26 сектора TESS и наблюдалась (с перерывами) с 18 июля 2019 года по 4 июля 2020 года. На кривой блеска звезды были обнаружены два транзитных события одинаковой глубины и продолжительности, разделенные интервалом 175.9 дней. Поскольку периоды фотометрических наблюдений разделялись большими промежутками, кроме возможного орбитального периода 175.9 дней исследователи рассмотрели и его кратные значения в 88, 58.6, 44 и 35.2 суток. Глубина транзитов составила ~0.4%, что делало возможными и их наземную регистрацию при помощи телескопов метрового класса. Проведя дополнительные наблюдения, удалось уточнить орбитальный период кандидата и показать, что вероятность его не планетной природы не превышает 9·10^-9. 

TOI-2257 – красный карлик спектрального класса M3 V, удаленный от нас на 57.8 ± 0.1 пк. Его масса оценивается в 0.33 ± 0.02 солнечных масс, радиус – в 0.311 ± 0.015 солнечных радиусов, светимость в ~83 раза меньше солнечной. Звезда отличается зрелым возрастом в несколько миллиардов лет (вероятнее всего – около 8 млрд. лет).

Радиус планеты TOI-2257 b составляет 2.194 ± 0.11 радиусов Земли. Мини-нептун вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 0.145 ± 0.003 а.е. и эксцентриситетом 0.50 ^+0.21/_-0.13, и делает один оборот за 35.18935 ± 0.00009 земных суток. Благодаря большому эксцентриситету расстояние между планетой и звездой меняется от 0.073 а.е. в перицентре до 0.217 а.е. в апоцентре, т.е. почти втрое, а температурный режим – от температурного режима Венеры до температурного режима главного пояса астероидов (усредненная эффективная температура в предположении нулевого альбедо – 256 ⁺⁶¹/_-17 К). 

К сожалению, тусклость родительской звезды (+15.21 в видимых лучах) не позволяет измерить массу планеты методом лучевых скоростей. Исходя из эмпирических соотношений между массой и радиусом мини-нептунов, массу TOI-2257 b оценили в 5.7 ^+4.3/-_2.3 масс Земли. Скорее всего, она окружена плотной протяженной атмосферой, в которой преобладает водород. 

Ожидается, что планета TOI-2257 b станет прекрасной целью для JWST, чей запуск ожидается уже через месяц. Изучение атмосферы и климата эксцентричного мини-нептуна, чья орбита пересекает обитаемую зону, представляет большой интерес.

Источник: https://arxiv.org/pdf/2111.01749.pdf

---