Среда, 30.11.2022
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Уникальный метеорит подтвердил гипотезу об астероидном происхождении воды на Земле
18.11.2022 23:10 Давность: 11 days
Категория: Экзопланеты
Количество просмотров: 164

TOI-1695 b: планета-океанида из зазора Фултона



Представлена планета с массой ~6 масс Земли и радиусом 2 радиуса Земли, вращающаяся вокруг красного карлика TOI-1695 с периодом 3.134 суток. Планета занимает промежуточное положение между железокаменными суперземлями и окруженными водородными атмосферами мини-нептунами, скорее всего, она является супер-Ганимедом (океанидой).


Владислава Ананьева

Распределение небольших планет по радиусам демонстрирует минимум в области 1.7-1.9 радиусов Земли (для планет у солнцеподобных звезд) или 1.5-1.7 радиусов Земли (для планет у красных карликов). Этот минимум, называемый зазором Фултона или долиной радиусов, разделяет преимущественно железокаменные суперземли и окутанные протяженными водородными атмосферами мини-нептуны. Для объяснения происхождения зазора Фултона предложено несколько гипотез: фотоиспарение водородной атмосферы звездным коротковолновым излучением, потеря атмосферы благодаря сильному тепловому излучению ядра молодой планеты, формирование планеты в области протопланетного диска, уже лишенного газа. Все эти гипотезы предсказывают разную зависимость положения зазора Фултона от орбитального периода планет. Чтобы выяснить, какая гипотеза ближе к истине, необходимо измерять массы планет с радиусами, попадающими в зазор Фултона или близкими к нему.

14 и 15 ноября 2022 года в Архиве электронных препринтов были опубликованы статьи двух независимых научных коллективов, посвященные планете TOI-1695 b, чей радиус близок к зазору Фултона. Ведущий автор первой статьи Collin Cherubim, ведущий автор второй – Flavien Kiefer. Планета была обнаружена TESS и затем подтверждена методом лучевых скоростей, однако из-за того, что оба коллектива измеряли лучевую скорость звезды на разных спектрографах и обрабатывали данные независимо, параметры планеты у них несколько различаются.

TOI-1695 – красный карлик спектрального класса M1 V, удаленный от нас на 44.99 ± 0.03 пк (по Cherubim) или 45.13 ± 0.07 пк (по Kiefer). Масса звезды оценивается в 0.513 ± 0.012 солнечных масс (Cherubim) или в 0.54 ± 0.03 солнечных масс (Kiefer), радиус – в 0.515 ± 0.015 солнечных радиусов (Cherubim) или в 0.53 ± 0.02 солнечных радиусов (Kiefer). Светимость TOI-1695 составляет 0.044 ± 0.004 (Cherubim) или 0.043 ± 0.002 солнечных (Kiefer). Как можно видеть, оценки параметров родительской звезды обеими группами хорошо согласуются в пределах погрешностей.

TESS наблюдала TOI-1695 на 18, 19, 24, 25 и 52 секторах. Кривая блеска звезды продемонстрировала транзитный сигнал с периодом 3.13428 ± 0.00001 суток и глубиной 1.24 ± 0.08 ppt, соответствующей планете с радиусом 1.90 ± 0.16 радиусов Земли (Cherubim) или 2.03 ± 0.18 радиусов Земли (Kiefer). 

Чтобы измерить массу транзитного кандидата, Cherubim с коллегами получили 49 замеров лучевой скорости звезды с помощью спектрографа HARPS-N, а Kiefer – 180 замеров с помощью инфракрасного спектрографа SPIRou. Масса планеты составила 6.36 ± 1.00 масс Земли по Cherubim и 5.5 ± 1.0 масс Земли по Kiefer. Впрочем, другая модель звездной активности, рассмотренная в (Kiefer), дает значение массы 6.0 ± 1.0 масс Земли. Все три оценки согласуются друг с другом в пределах погрешностей.

Средняя плотность планеты TOI-1695 b составила 5.0 +1.8/-1.3 г/куб.см по Cherubim и 3.7 ± 1.2 г/куб.см по Kiefer. Оба значения слишком малы, чтобы TOI-1695 b могла оказаться железокаменной, но вместе с тем слишком велики для типичного мини-нептуна. Планета может быть супер-Ганимедом с долей воды ~30%, а может представлять собой сухое железокаменное ядро с водородной атмосферой массой 0.3 +0.4/-0.2% полной массы планеты (и, разумеется, она может быть и чем-то промежуточным). Поскольку эффективная температура планеты оценивается в 698 ± 14 К (Cherubim) или 590 ± 90 К (Kiefer), вода там может находиться только в виде пара, закритического флюида или высокотемпературного льда.

Планета TOI-1695 b (показана квадратом с черной обводкой и подписана) на плоскости «Масса – Радиус» среди других транзитных планет, чьи массы измерены с точностью лучше 3 сигма. Кружками показаны железокаменные суперземли, треугольниками – мини-нептуны с протяженными водородными атмосферами, квадратами – планеты промежуточного типа.

Cherubim с коллегами пришли к выводу, что у планет солнцеподобных звезд долина радиусов обусловлена утратой водородных атмосфер планет путем фотоиспарения. Однако для планет красных карликов эта гипотеза маловероятна. Скорее всего, зазор Фултона у планет красных карликов вызван формированием планет в диске, уже лишенном газа. По этой гипотезе, относительно низкая средняя плотность TOI-1695 b объясняется обилием воды в составе планеты, а не водородной атмосферой вокруг сухого железокаменного ядра.

Источники: Статья Cherubimстатья Kiefer


Комментарии

Комментарии

Вход в систему

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

Забыли пароль?

Палеоконтакты

(от греч. palaikos - древний) Палеоконтактами называют контакты людей с представителями внеземной цивилизации или с созданными ими устройствами, возможно происходившие... [далее]

Rambler's Top100