< Телескоп DKIST получил самые детальные изображения Солнца

TOI-4562 b: транзитный гигант на эксцентричной орбите

Обнаружена транзитная планета-гигант с орбитальным периодом 225 суток, эксцентриситет орбиты которой достигает 0.81, а эффективная температура меняется от 731 К до 261 К.

---

Владислава Ананьева

Основная динамическая эволюция планетных систем происходит в первые сотни миллионов лет их существования. Новорожденные планеты мигрируют благодаря взаимодействию с протопланетным диском, меняют свои орбиты в результате планет-планетного рассеяния или постепенного накопления возмущений со стороны внешнего удаленного тела по механизму Козаи-Лидова, в случае тесных орбит подвергаются воздействию приливных сил со стороны родительской звезды. Поэтому особый интерес представляют наблюдения планет у молодых звезд, где все эти процессы происходят прямо на наших глазах. 

24 августа 2022 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию эксцентричного транзитного гиганта у молодой звезды TOI-4562. Планета была обнаружена TESS и подтверждена методом лучевых скоростей. Благодаря тому, что TOI-4562 попала в южную зону продолжительного наблюдения, образованную многократно перекрывающимися секторами TESS, удалось зафиксировать транзиты с периодом 225.12 суток. 

TOI-4562 – звезда главной последовательности спектрального класса F7 V, удаленная от нас на 346.9 ± 3.8 пк. Ее масса оценивается в 1.22 ± 0.05 солнечных масс, радиус – в 1.126 ± 0.014 солнечных радиусов, светимость примерно в полтора раза превышает солнечную. Быстрое вращение, хромосферная активность и наличие линий лития в спектре говорят о молодости звезды, чей возраст составляет 300-400 млн. лет. TOI-4562 отличается повышенным содержанием тяжелых элементов – их примерно в 1.7 раза больше, чем в составе Солнца. 

После обнаружения транзитного кандидата звезда прошла стандартную процедуру валидации. Для окончательного подтверждения планетной природы транзитного кандидата и измерения его массы авторы получили 84 замера лучевой скорости TOI-4562 с помощью спектрографа CHIRON и 11 замеров с помощью спектрографа FEROS. Из-за высокой активности звезды средняя погрешность единичного измерения достигала 73 ± 15 м/с, поэтому массу планеты удалось определить тоже с большой погрешностью – 3.3 ^+1.9/_-0.8 масс Юпитера, что при радиусе 1.072 ± 0.044 радиусов Юпитера приводит к средней плотности 2.63 ± 0.58 г/куб.см. Гигант вращается вокруг своей звезды по резко эллиптической орбите с большой полуосью 0.771 ± 0.013 а.е. и эксцентриситетом 0.81 ± 0.05. Расстояние между планетой и звездой меняется от 0.146 а.е. до 1.396 а.е., т.е. в 9.5 раз! Эффективная температура планеты, по расчетам авторов исследования, меняется от 731 ± 55 К в перицентре до 261 ± 3 К в апоцентре (усредненное по периоду значение – 349 ± 10 К). 

Хотя TOI-4562 b вращается по эксцентричной орбите, маловероятно, что он находится в состоянии высокоэксцентричной миграции, поскольку расстояние в перицентре слишком велико для эффективного скругления орбиты приливными силами, а характерное время скругления превышает возраст вселенной. Однако если у звезды TOI-4562 есть невидимый массивный компаньон, взаимодействие с которым и вытянуло орбиту TOI-4562 b по механизму Козаи-Лидова, дальнейшее увеличение эксцентриситета понизит высоту перицентра, планета попадет в зону действия мощных приливных сил и после скругления орбиты станет горячим юпитером. 

О возможном наличии компаньона говорит и регистрация отклонений времени наступления транзитов TOI-4562 b от строгой периодичности. Амплитуда отклонений достигает 20 минут. Однако пока наблюдали всего 5 транзитных событий, и о параметрах внешнего тела говорить рано. Возможно, определить параметры третьего тела в этой системе помогут данные астрометрической миссии «Гайя».

Источник: https://arxiv.org/pdf/2208.10854.pdf

---