< Вломи ему, Дарт!

Суперземля и мини-нептун у оранжевого карлика TOI-1238

Измерены массы двух транзитных планет у позднего оранжевого карлика TOI-1238. Средняя плотность внутренней планеты говорит о наличии у нее массивного железного ядра, вторая планета, скорее всего, наполовину состоит из скальных пород и наполовину из воды. Дополнительный линейный дрейф лучевой скорости звезды свидетельствует о существовании третьего массивного тела на широкой орбите, природа которого пока неизвестна.

---

Владислава Ананьева

Измерение массы транзитных планет позволяет определить их среднюю плотность, а значит – получить информацию о внутреннем составе. Особенно важно измерять массу и среднюю плотность небольших экзопланет – мини-нептунов и суперземель. Однако это непростая задача – легкие планеты вызывают колебания лучевой скорости своих родительских звезд с амплитудой, составляющей всего несколько метров в секунду. Для регистрации таких колебаний нужны высокоточные спектрографы, а кроме того, родительские звезды должны быть достаточно яркими.

«Кеплер» обнаружил свыше 4.5 тысяч транзитных планет, но большинство из них вращается вокруг тусклых звезд, поэтому до сих пор масса большинства планет «Кеплера» остается не измеренной. TESS, напротив, ведет фотометрию достаточно ярких звезд, допускающих высокоточное измерение лучевой скорости. 

30 ноября 2021 года в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная измерению массы двух транзитных планет у позднего оранжевого карлика TOI-1238. Кроме того, авторы обнаружили дополнительный линейный дрейф лучевой скорости звезды, говорящий о наличии в этой системе массивного тела на широкой орбите (планеты-гиганта или коричневого карлика).

TOI-1238 – звезда главной последовательности, чей спектральный класс плохо определен – разные авторы приводят значения от K7 V до M0 V. Ее масса оценивается в 0.59 ± 0.02 солнечных масс, радиус – в 0.58 ± 0.02 солнечных радиусов, светимость в ~12 раз меньше солнечной. Звезда отличается повышенным содержанием тяжелых элементов – их примерно вдвое больше, чем в составе Солнца. Судя по медленному вращению и низкой активности, TOI-1238 не слишком молода – ее возраст в любом случае превышает 0.8 млрд. лет. Система удалена от нас на 70.64 ± 0.06 пк.

TOI-1238 попала на 14, 15, 21 и 22 сектора TESS и наблюдалась в 2-минутной моде. Кривая блеска звезды демонстрирует два транзитных сигнала с периодами 0.7646 и 3.2947 земных суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусами 1.21 ± 0.11 и 2.11 ± 0.14 радиусов Земли, соответственно. Звезда прошла стандартную процедуру валидации, кроме того, авторы получили 53 замера ее лучевой скорости с помощью спектрографа CARMENES. Знание орбитальных периодов обеих планет помогло определить их массы, хоть и с невысокой точностью.

Масса планеты b оказалась равной 3.76 ^+1.15/_-1.08 масс Земли, что приводит к средней плотности 11.7 ^+4.2/_-3.4 г/куб.см., говорящей о высокой доле железа в составе планеты. Масса планеты c составила 8.3 ± 1.9 масс Земли (средняя плотность 4.9 ^+2.5/_-1.8 г/куб.см). Планеты вращаются вокруг своих звезд на среднем расстоянии 5.2 и 13.7 звездных радиусов, их эффективные температуры составляют 965-1300 К и 590-800 К для альбедо 0.65-0.

---