Открыты два мини-нептуна у красного карлика TOI-1470
Категория: ЭкзопланетыПредставлены планеты с массами 7.32 и 7.24 масс Земли и радиусами 2.18 и 2.47 радиусов Земли, вращающиеся вокруг красного карлика TOI-1470 с периодами 2.527 и 18.088 суток.
Владислава Ананьева
Как известно, распределение небольших экзопланет по радиусам имеет двугорбый вид: железокаменные суперземли и обогащенные летучими элементами мини-нептуны разделяет глубокий минимум, получивший название зазора Фултона или долины радиусов. Положение зазора Фултона зависит от орбитального периода планет и от спектрального класса родительских звезд. Предполагают, что долина радиусов обусловлена улетучиванием протяженных водородных атмосфер мини-нептунов благодаря фотоиспарению, однако здесь еще много неясного.
16 июня 2023 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию двух транзитных мини-нептунов у красного карлика TOI-1470. Обе планеты были обнаружены TESS и подтверждены методом лучевых скоростей с помощью спектрографа CARMENES.
TOI-1470 – красный карлик спектрального класса M1.5 V, удаленный от нас на 51.95 ±0.08 пк. Его масса оценивается в 0.47 ± 0.01 солнечных масс, радиус – в 0.469 ± 0.003 солнечных радиусов, светимость в 26.6 раз меньше солнечной. Звезда сравнительно молода – ее возраст составляет 0.6-2.0 млрд. лет.
TOI-1470 попала на 17, 18 24 и 58 сектора TESS. Автоматический алгоритм обработки данных обнаружил на кривой блеска транзитный сигнал с периодом 2.52709 суток и глубиной, соответствующей планете с радиусом 2.18 ± 0.04 радиусов Земли. После удаления этого сигнала авторы обнаружили еще одного транзитного кандидата с периодом 18.08816 суток, не вошедшего в каталог TOI, он соответствовал планете с радиусом 2.47 ± 0.02 радиусов Земли.
Для подтверждения планетной природы обоих кандидатов и измерения их массы авторы получили 44 замера лучевой скорости звезды с помощью спектрографа CARMENES. Они нашли, что масса внутренней планеты TOI-1470 b составляет 7.32 ± 1.24 масс Земли (средняя плотность 3.86 ± 0.7 г/куб.см), а масса внешней планеты TOI-1470 c – 7.24 ± 2.87 масс Земли (средняя плотность 2.7 ± 1.1 г/куб.см). Оба мини-нептуна вращаются вокруг своей звезды по близким к круговым орбитам на среднем расстоянии 0.0285 ± 0.0004 и 0.106 ± 0.001 а.е., соответственно. Температурный режим внешней планеты является промежуточным между температурными режимами Меркурия и Венеры, внутренняя планета оказывается горячее Меркурия.
- Планеты системы TOI-1470 (показаны красными звездами) на плоскости «Масса – Радиус» среди других транзитных экзопланет с измеренной массой. Для сравнения приведены также планеты Солнечной системы Марс, Венера, Земля, Уран и Нептун. Цветными линиями показаны модельные соотношения масса-радиус для планет различного химического состава.
Сравнение параметров планет с моделями показывает, что TOI-1470 b является, по всей видимости, супер-ганимедом без существенной водородной атмосферы, при этом у TOI-1470 c масса водородной атмосферы может достигать 0.1% полной массы планеты. Темпы потери водорода планетой b достигают 0.47 масс Земли за миллиард лет, тогда как аналогичная величина для планеты c в 11 раз меньше. Определить состав атмосфер можно было бы с помощью JWST, однако из-за невысоких значений метрики трансмиссионного спектра новые планеты не попадают в список первоочередных целей этого телескопа.
Источник: https://arxiv.org/pdf/2306.08516.pdf