Четверг, 25.04.2024
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Астероид Диморф обзавелся вторым кометоподобным хвостом
21.10.2022 23:13 Давность: 2 yrs
Категория: Экзопланеты
Количество просмотров: 2926

Открыта компактная 6-планетная система у молодой звезды TOI-1136



Представлена компактная плотно упакованная система из 6 транзитных планет у солнцеподобной звезды TOI-1136 возрастом 700 млн. лет. Планеты образуют цепочку орбитальных резонансов 3:2, 2:1, 3:2, 7:5 и 3:2. Массы планет определены TTV-методом и составляют 3, 6, 8, 5.4, 8.3 и 4.8 масс Земли.


Владислава Ананьева

По современным представлениям, новорожденные планеты нередко мигрируют внутрь системы благодаря взаимодействию с протопланетным диском. Если миграция происходит медленно, планеты захватываются в орбитальные резонансы низкого порядка, нередко образуя длинные резонансные цепочки. Моделирование этих процессов показывает, что итогом миграции становится формирование компактной плотно упакованной планетной системы, где орбиты 5-6 небольших планет оказываются глубоко внутри орбиты Меркурия. Первым такие системы обнаружил «Кеплер», теперь их начала открывать и TESS.

18 октября 2022 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная компактной 6-планетной системы у звезды TOI-1136. Система была обнаружена TESS и прошла процедуру валидации, массы планет оценили с помощью тайминга транзитов (TTV). Кроме того, авторы измерили наклонение орбиты самой крупной планеты к экватору звезды с помощью эффекта Росситера–Мак-Лафлина, показав, что орбиты планет очень мало наклонены к экватору звезды.

TOI-1136 – молодая солнцеподобная звезда, удаленная от нас на 84.54 ± 0.16 пк. Ее масса оценивается в 1.02 ± 0.03 солнечных масс, радиус – в 0.968 ± 0.036 солнечных радиусов, светимость на несколько процентов меньше солнечной. Достаточно быстрое вращение, высокий уровень активности и линии лития в спектре говорят о молодости звезды, возраст которой составляет 700 ± 150 млн. лет.

TESS наблюдала TOI-1136 на 14, 15, 21, 22, 41 и 48 секторах. Кривая блеска звезды продемонстрировала 6(!) транзитных сигналов с периодами 4.17, 6.26, 12.52, 18.80, 26.32 и 39.54 суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусами 1.9 ± 0.2, 2.88 ± 0.06, 4.63 ± 0.08, 2.64 ± 0.09, 3.88 ± 0.11 и 2.53 ± 0.12 радиусов Земли, соответственно. Орбитальные периоды планет составили цепочку резонансов 3:2, 2:1, 3:2, 7:5 и 3:2. Точное время наступления транзитов отличалось от строгой периодичности за счет взаимного возмущения орбит планет, что позволило оценить их массы. Кроме того, авторы наложили на свои решения требование динамической устойчивости системы.

В итоге массы планет были оценены в 3.0 +0.7/-0.9, 6.0 +1.3/-1.7, 8.0 +2.4/-1.7, 5.4 ± 1.0, 8.3 +2.8/-3.6 и 4.8 +4.7/-3.3 масс Земли. Все планеты содержат существенную долю летучих в своем составе, о чем говорит их положение на плоскости «Масса – Радиус» на или выше линии воды.

Планеты системы TOI-1136 (показаны красным цветом и подписаны) на плоскости «Масса – Радиус» среди других транзитных экзопланет с измеренной массой. Синим цветом показаны планеты, чьи массы измерены методом лучевых скоростей (RV), серым цветом – чьи массы измерены таймингом транзитов (TTV). Цветные линии показывают модельные соотношения масса-радиус для планет различного химического состава.

Авторы рассмотрели динамическую эволюцию этой системы на протяжении миллиардов лет. Сейчас отклонение от строгих резонансов очень мало, ~ 10-4, однако в будущем из-за действия приливных сил оно будет постепенно увеличиваться, а эксцентриситеты орбит, наоборот, уменьшаться. К возрасту ~5 млрд. лет отклонение от строгого резонанса достигнет 1-2%, а эксцентриситеты орбит планет станут меньше 0.02. Именно в таком состоянии находятся многие компактные плотно упакованные системы «Кеплера» возрастом несколько миллиардов лет. В дальнейшем возможен полный выход из резонансов с потерей динамической устойчивости, столкновением планет или их падением на звезду.

Чтобы измерить наклонение орбит планет к плоскости экватора звезды, исследователи измерили эффект Мак-Лафлина во время транзита самой крупной планеты d. Наклонение оказалось небольшим – 5 ± 5°. Это дополняет картину очень плоской динамически холодной планетной системы.

По расчетам исследователей, система TOI-1136 могла сформироваться только из невозмущенного протопланетного диска с малой поверхностной плотностью (меньше 1 кг на кв.см).

Интересно, что 26 июля 2021 года (JD 2459435) на кривой блеска звезды прорисовалось единственное транзитное событие продолжительностью 7.4 часов, не соответствующее ни одной из известных планет. Глубина транзита соответствует планете радиусом 2.5 радиусов Земли, однако если транзит был скользящий (качество данных пока не позволяет определить, так ли это), то радиус планеты может быть и больше, до 5 радиусов Земли. В предположении круговой орбиты с наклонением 90° орбитальный период предполагаемой седьмой планеты в 2.1 раза превышает орбитальный период самой внешней планеты g. Возможно, цепочка резонансов продолжается, и в будущем система TOI-1136 предстанет перед нами еще более населенной, чем сейчас.

Источник: https://arxiv.org/pdf/2210.09283.pdf


Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Межпланетная...

пыль. Доля массы межпланетной пыли составляет только около 10-12 от массы всей Солнечной системы, однако... [далее]

Rambler's Top100