TOI-1338 c (BEBOP-1 c) – первая планета, открытая методом лучевых скоростей и вращающаяся вокруг пары звезд
Категория: ЭкзопланетыПытаясь измерить массу транзитной планеты TOI-1338 b, астрономы обнаружили в этой системе вторую (не транзитную) планету массой 0.217-0.28 масс Юпитера с орбитальным периодом 215.5 суток.
Владислава Ананьева
Среди неожиданных открытий «Кеплера» было обнаружение планет, вращающихся вокруг тесной пары звезд как целого. Такие системы были названы циркумбинарными. «Кеплер» обнаружил 13 циркумбинарных планет в 11 системах, а в июне 2020 года была представлена первая циркумбинарная планета, обнаруженная миссией TESS. TESS зафиксировала три транзитных события с периодом 95.2 дня одинаковой глубины, но разной продолжительности по диску одного из компонентов затменно-переменной двойной звезды, чья двойственность была известна с 2009 года. Система получила наименование TOI-1338.
Другая группа исследователей в рамках проекта BEBOP (Binaries Escorted By Orbiting Planets), созданного для изучения циркумбинарных планет, получила 123 спектра родительской двойной звезды с помощью спектрографа ESPRESSO и 61 спектр с помощью HARPS, охватив наблюдениями интервал в 1472 суток (~4 года). Успеха они не достигли, на массу транзитной планеты был получен только верхний предел. Однако исследователи обнаружили дополнительный когерентный RV-сигнал с периодом 215.5 ± 3.3 суток, не сопровождающийся никакими признаками звездной активности. Они пришли к выводу, что вокруг двойной звезды вращается еще одна планета, которую они назвали BEBOP-1 c (TOI-1338 c).
На данный момент система выглядит так.
Звезда TOI-1338 удалена от нас на 399 ± 3 пк и включает в себя два компонента. Главный компонент имеет спектральный класс F8 V, массу 1.13 ± 0.07 солнечных масс, радиус 1.345 ± 0.046 солнечных радиусов и примерно солнечное содержание тяжелых элементов. Второй компонент – красный карлик массой 0.313 ± 0.012 солнечных масс и радиусом 0.309 ± 0.006 солнечных радиусов. Оба компонента вращаются вокруг общего центра масс по эллиптической орбите с большой полуосью 0.132 ± 0.003 а.е., эксцентриситетом 0.1555 и орбитальным периодом 14.60856 суток. Система наблюдается с ребра, поэтому звезды регулярно затмевают друг друга. Возраст системы составляет 4.4 ± 0.2 млрд. лет.
Радиус внутренней (транзитной) планеты TOI-1338 b оценивается в 0.635 ± 0.015 радиусов Юпитера, или 6.85 радиусов Земли. Масса планеты не превышает 21.8 масс Земли, средняя плотность оказывается меньше 0.36 г/куб.см. Таким образом, перед нами небольшой газовый гигант. Планета b вращается вокруг двойной звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 0.461 ± 0.009 а.е. и эксцентриситетом 0.088 ± 0.004, и делает один оборот за 95.174 ± 0.035 суток. Наклонение орбиты планеты b к орбите двойной составляет 0.99 ± 0.3°, т.е. система достаточно плоская. TOI-1338 b немного горячее Меркурия.
- Планета TOI-1338 b (показана коричневым треугольником, обозначающим верхний предел, и линией в сторону меньших масс) на плоскости «Масса – Радиус» среди других транзитных планет с измеренной массой. Темно-голубым цветом показаны планеты из циркумбинарных систем.
Проективная (минимальная, m sin i) масса внешней планеты TOI-1338 c оценивается в 0.205 ± 0.037 масс Юпитера. Поскольку эта планета не является транзитной, ее радиус остается неизвестным. Планета вращается вокруг родительской двойной по близкой к круговой орбите (эксцентриситет не превышает 0.16) на среднем расстоянии 0.794 ± 0.016 а.е. и делает один оборот за 215.5 ± 3.3 суток. Ее температурный режим является промежуточным между температурными режимами Меркурия и Венеры.
Моделирование динамической устойчивости этой системы показало, что наклонение орбиты TOI-1338 c к орбите родительской двойной не может превышать 40°, а значит, масса планеты не превышает 0.28 масс Юпитера. Орбита планеты c должна испытывать прецессию с периодом ~119 лет, а значит, в течение этого времени TOI-1338 c должна дважды становиться транзитной. К сожалению, пока невозможно предсказать период наблюдаемости внешней планеты, однако можно надеяться, что в обозримом будущем ее радиус также будет измерен.
Источники: https://arxiv.org/pdf/2301.10794.pdf
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ab8a48/pdf