Чибис-М » Новости » 

16.03.2023 22:31 Давность: 2 лет

Неожиданно выживший: открыт горячий нептун у красного гиганта

Категория: Экзопланеты

Представлена планета массой 19.2 масс Земли и радиусом 6.2 радиусов Земли, вращающаяся вокруг красного гиганта на расстоянии всего 4.14 звездных радиусов.

Владислава Ананьева

Резкий дефицит планет с радиусами 3-8 радиусов Земли и орбитальными периодами меньше 10 суток называется «пустыней горячих нептунов». Существует несколько гипотез, объясняющих наличие этой «пустыни» – от фотоиспарения атмосфер маломассивных планет до приливного разрушения легких газовых гигантов. Изучение планет, попадающих в «пустыню горячих нептунов», поможет определить вклад каждого из предложенных механизмов.

14 марта 2023 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию транзитного горячего нептуна, вращающегося вокруг красного гиганта TIC 365102760. Планета сильно раздута и должна быстро терять атмосферу благодаря процессам фотоиспарения. Само существование этой планеты бросает вызов теоретикам – как она сумела выжить у такой старой и яркой звезды?

Звезда TIC 365102760 удалена от нас на 555.5 ± 7.6 пк. Она уже сошла с главной последовательности, миновала стадию субгиганта и находится в начале стадии красного гиганта. Ее масса оценивается в 1.21 ± 0.06 солнечных масс, радиус – 3.23 ± 0.12 солнечных радиусов, светимость примерно в 4.5 раза больше солнечной. TIC 365102760 отличается исключительно высоким содержанием тяжелых элементов – их в 3.4 раза больше, чем в составе Солнца. Возраст звезды составляет 7.2 ± 1.4 млрд. лет.

TIC 365102760 попала на 14, 15, 16, 41, 55 и 56 сектора TESS (наблюдения велись с перерывами с 18 июля 2019 года по 30 сентября 2022 года). Кривая блеска звезды продемонстрировала транзитный сигнал с периодом 4.213 суток и глубиной, соответствующей планете с радиусом 6.21 ± 0.76 радиусов Земли. Для подтверждения планетной природы транзитного кандидата и измерения его массы авторы получили 20 измерений лучевой скорости звезды с помощью спектрографа HIRES. Масса TIC 365102760 b оказалась равной 19.2 ± 4.2 масс Земли, что приводит к средней плотности 0.44 +0.23/-0.15 г/куб.см. Планета вращается на среднем расстоянии 0.062 ± 0.005 а.е. (~4.14 звездных радиусов), эксцентриситет ее орбиты не превышает 0.4. 

Планета TIC 365102760 b (показана звездой) на диаграмме «Масса – Радиус» среди других транзитных экзопланет с измеренной массой. Цветом показана инсоляция планет, цветовая шкала расположена справа от графика.

Расчеты интенсивности жесткого излучения звезды показывают, что, имея текущий размер, за все время своего существования планета должна была потерять от 24 до 65% своей массы. Если радиус планеты был больше, то и темпы потери водорода также должны быть больше. Альтернативная гипотеза состоит в том, что, напротив, пока родительская звезда находилась на главной последовательности, радиус планеты был меньше, чем сейчас, и составлял 5.0 ± 0.2 радиусов Земли, а затем быстро увеличился, когда возросла светимость звезды. По этой гипотезе в будущем TIC 365102760 b продолжит раздуваться, превращаясь в легкий газовый гигант с радиусом 7-8 радиусов Земли, а затем будет поглощена своей звездой.

Таким образом, некоторые горячие нептуны могут выживать в течение миллиардов лет даже несмотря на сильный нагрев, подытоживают авторы исследования.

Источник: https://arxiv.org/pdf/2303.06728.pdf


Вход в систему не произведен
  Войти   /   Регистрация  
Сейчас на сайте нет зарегистрированных пользователей.