Система TOI-2525: две планеты-гиганта вблизи резонанса 2:1
Категория: ЭкзопланетыПредставлена пара газовых гигантов с орбитальными периодами 23.29 и 49.26 суток, вращающихся вокруг оранжевого карлика и сильно возмущающих орбиты друг друга.
Владислава Ананьева
Если горячие юпитеры, как правило, одиноки, теплые юпитеры (так называют газовые гиганты с периодами 10-300 суток) нередко входят в состав многопланетных систем. Для изучения таких систем наиболее плодотворно использовать и транзитный метод, и метод лучевых скоростей, при совместном применении позволяющие определять массы и радиусы планет. В случае, когда планеты находятся вблизи резонанса низкого порядка (т.е. когда их орбитальные периоды относятся друг к другу как небольшие целые числа, например, 2:1 или 3:2), массы планет также можно оценить методом тайминга транзитов.
14 февраля 2023 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная двухпланетной системе TOI-2525. Звезда попала в область неба, которую TESS наблюдала в течение долгого времени, что позволило не только обнаружить два транзитных кандидата, но и зафиксировать масштабные вариации времени наступления транзитов, амплитуда которых достигает 0.2 суток. В дальнейшем оценка массы внешней планеты была подтверждена методом лучевых скоростей.
TOI-2525 – ранний оранжевый карлик, удаленный от нас на 400 ± 2.3 пк. Его масса оценивается в 0.85 ± 0.03 солнечных масс, радиус – в 0.785 ± 0.007 солнечных радиусов, светимость – в 0.363 ± 0.016 солнечных светимостей. Звезда отличается несколько повышенным содержанием тяжелых элементов (их примерно в 1.4 раза больше, чем в составе Солнца) и зрелым, но плохо определенным возрастом в 4.0 +4.3/-2.6 млрд. лет.
TOI-2525 попала на 1, 3-11, 13, 27, 28 и 30-39 сектора TESS. Кривая блеска звезды продемонстрировала два транзитных сигнала с периодами 23.288 ± 0.002 и 49.260 ± 0.001 суток и глубиной, соответствующей планетам-гигантам с радиусами 0.88 ± 0.02 и 0.98 ± 0.02 радиусов Юпитера, соответственно. Большая глубина транзитов позволила наблюдать их и на наземных телескопах, в частности, на 40-сантиметровом автоматическом телескопе ASTEP, установленном в Антарктиде на высоте 3230 метров над уровнем моря. Также исследователи получили 11 измерений лучевой скорости TOI-2525 с помощью спектрографов PFS и FEROS.
Моменты наступления транзитов обеих планет демонстрируют сильные вариации, складывающиеся в синусоидальные колебания, находящиеся в противофазе. Массы планет, определенные путем анализа этих вариаций, составили 0.088 ± 0.005 и 0.709 ± 0.034 масс Юпитера, соответственно. Внутренняя планета TOI-2525 b вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 0.1511 ± 0.0025 а.е. и эксцентриситетом 0.159 ± 0.012, ее средняя плотность составляет всего 0.174 ± 0.016 г/куб.см. Внешняя планета TOI-2525 c вращается на среднем расстоянии 0.249 ± 0.004 а.е., ее эксцентриситет оценивается в 0.152 ± 0.006, а средняя плотность – 1.01 ± 0.08 г/куб.см. Температурный режим внешней планеты близок к температурному режиму Меркурия.
Взаимное наклонение орбит обоих тел составляет 2.0 +1.9/-1.2°, т.е. система достаточно плоская. Обе планеты являются газовыми гигантами, причем TOI-2525 b относится к наиболее легким планетам этого типа.
- Планеты системы TOI-2525 (показаны звездами) на плоскости «Масса – Радиус» среди других транзитных планет с измеренной массой. На левом графике цветом показана эффективная температура планет, на правом – их средняя плотность. Сплошной линией показано модельное соотношение масса-радиус для гипотетической планеты, вращающейся на расстоянии 0.2 а.е. от TOI-2525 в предположении, что возраст звезды составляет 3.1 млрд. лет.
Авторы проанализировали динамическую устойчивость этой системы на интервале 1 млн. лет и нашли ее полностью устойчивой.
Источник: https://arxiv.org/pdf/2302.05694.pdf