Среда, 08.12.2021
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Планетологи нашли причину симметричности магнитосферы Сатурна
07.05.2021 22:07 Давность: 215 days
Категория: Экзопланеты
Количество просмотров: 1297

TOI-220 b: плотный нептун у древней звезды



Измерена масса планеты TOI-220 b, вращающейся вокруг оранжевого карлика возрастом 10 млрд. лет. При радиусе ~3 радиуса Земли масса планеты достигает 13.8 ± 1 масс Земли, что соответствует средней плотности ~2.7 г/куб.см.


Владислава Ананьева

Если расположить известные экзопланеты на плоскости «масса – орбитальный период» (или «радиус – орбитальный период»), станет видна обширная почти пустая область, получившая название «пустыни горячих нептунов». «Пустыня горячих нептунов» охватывает диапазон масс от ~10 масс Земли до ~0.6 масс Юпитера и орбитальные периоды меньше 3 суток (или диапазон радиусов от ~2 до ~10 радиусов Земли и орбитальные периоды меньше 3 суток). Для объяснения существования «пустыни» предложено несколько гипотез, среди них – фотоиспарение водородных атмосфер небольших планет c превращением их в раскаленные железокаменные «огарки», а также приливное разрушение легких газовых гигантов. 

По мере роста орбитальных периодов и уменьшения эффективных температур планет с радиусами 2-4 радиуса Земли становится все больше. При орбитальных периодах свыше 10 суток нептуны и мини-нептуны становятся наиболее распространенным типом планет. Значительное их количество было обнаружено космическим телескопом TESS, в настоящее время продолжающим широкомасштабный фотометрический мониторинг в рамках расширенной миссии.

6 мая 2021 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная измерению массы транзитного мини-нептуна TOI-220 b. Планета была обнаружена TESS и подтверждена методом лучевых скоростей с помощью спектрографа HARPS. 

TOI-220 (TYC 8897-01263-1) – оранжевый карлик спектрального класса K0 V, удаленный от нас на 89 ± 4 пк. Его масса оценивается в 0.825 ± 0.03 солнечных масс, радиус – в 0.86 ± 0.03 солнечных радиусов, светимость примерно вдвое меньше солнечной. Звезда отличается древним возрастом в 10.1 ± 1.4 млрд. лет и несколько пониженным содержанием тяжелых элементов.

При радиусе 3.03 ± 0.15 радиусов Земли масса планеты TOI-220 b достигает 13.8 ± 1 масс Земли, что приводит к средней плотности 2.73 ± 0.47 г/куб.см. Этот плотный мини-нептун вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите на расстоянии 0.0891 ± 0.001 а.е. (~22.3 звездных радиуса) и делает один оборот за 10.69526 ± 0.00009 земных суток. Эффективная температура планеты составляет 805 ± 21 К.

Планета TOI-220 b (показана зеленым кружком с черной обводкой и подписана) на плоскости «масса – радиус» среди других транзитных экзопланет, чья масса и радиус известны с точностью лучше 20% и 10%, соответственно. Для сравнения приведены также планеты Солнечной системы Венера, Земля, Уран и Нептун. Пунктирными цветными линиями показаны модельные соотношения масса-радиус для планет земного типа, чисто каменных, чисто водных и 50/50 состоящих из воды и силикатов. Синими линиями показаны аналогичные соотношения для планет земного типа со сверхкритическими водными оболочками, нагретыми до 800 К.

Величина средней плотности TOI-220 b не позволяет определить ее химический состав. Планета может быть как железокаменным ядром, окруженным водородно-гелиевой атмосферой, так и преимущественно водным миром, имеющим небольшое силикатное ядро и на 62 ± 10% состоящим из воды в закритическом состоянии. По расчетам авторов статьи, за всю свою жизнь TOI-220 b могла потерять только ~0.1 массы Земли водорода и гелия.

Благодаря яркости родительской звезды (+8.54 в полосе Ks) планета будет интересной целью для JWST, который сможет изучить свойства ее атмосферы методами трансмиссионной спектроскопии. Тем самым можно будет определить, является ли атмосфера TOI-220 b преимущественно водородно-гелиевой или преимущественно водно-паровой.

Помимо колебаний, обусловленных планетой TOI-220 b, лучевая скорость звезды демонстрирует дополнительный квадратичный дрейф, говорящий о наличии в этой системе еще одной планеты на широкой орбите. Однако по имеющимся данным характеристики внешней планеты определить не удалось, необходимы дальнейшие наблюдения.

Источник: https://arxiv.org/pdf/2105.01944.pdf


Комментарии

Комментарии

Вход в систему

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

Забыли пароль?

Интерферометр

Интерферометром называется прибор, имеющий либо два оптических входа, например, перископическую систему, либо два приемника излучения, разнесенных на возможно большее расстояние... [далее]

Rambler's Top100