Экстремально легкий газовый гигант TOI-1420 b
Категория: ЭкзопланетыПредставлена планета массой 25 масс Земли и радиусом 1.06 радиусов Юпитера, вращающаяся вокруг солнцеподобной звезды с периодом 6.96 суток. Непонятно, как она могла образоваться.
Владислава Ананьева
В Солнечной системе планеты-гиганты четко делятся на две группы: в одной газовые гиганты Юпитер и Сатурн, а в другой – ледяные гиганты Уран и Нептун. Планеты с массами от 18 до 95 масс Земли и радиусами от 4 до 9 радиусов Земли в нашей системе отсутствуют, но они встречаются у других звезд. Свойства планет промежуточного типа очень разнообразны – среди них попадаются тяжелые нептуны (например, TOI-2498 b), легкие газовые гиганты (например, WASP-107 b), а бывает и нечто среднее.
19 сентября 2023 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию планеты промежуточного типа TOI-1420 b. Планета была обнаружена TESS и подтверждена методом лучевых скоростей с помощью спектрографов HARPS-N и NEID.
TOI-1420 – солнцеподобная звезда, удаленная от нас на 202 ± 1.2 пк. Ее масса оценивается в 0.99 ± 0.05 солнечных масс, радиус – в 0.923 ± 0.024 солнечных радиусов, светимость составляет 70 ± 6% солнечной. Звезда отличается повышенным содержанием тяжелых элементов – их примерно в 1.9 раза больше, чем в составе Солнца, возраст остается неопределенным.
При радиусе 1.06 ± 0.03 радиусов Юпитера масса планеты TOI-1420 b составляет всего 25.1 ± 3.8 масс Земли, что приводит к средней плотности 0.082 ± 0.015 г/куб.см (в 10-15 раз меньше плотности воды!) Планета вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите (эксцентриситет не превышает 0.17) на среднем расстоянии 0.071 ± 0.001 а.е. и делает один оборот за 6.95611 суток. Эффективная температура TOI-1420 b достигает 957 ± 17 К.
- Планета TOI-1420 b (показана красным цветом) на диаграмме «Масса – Радиус» среди других транзитных планет с измеренной массой. Для сравнения желтым цветом показан другой легкий газовый гигант WASP-107 b. Цветными линиями показаны линии равной плотности 0.1, 0.5 и 1.0 г/куб.см.
Исключительно низкая средняя плотность TOI-1420 b говорит о том, что перед нами – легкий газовый гигант. Сравнение параметров планеты с моделями показывает, что масса ядра из тяжелых элементов составляет всего 4.3 ± 2 масс Земли. Как такой легкий планетный эмбрион смог набрать так много водорода, пока неясно. В классической теории аккреции на ядро интенсивная аккреция газа из протопланетного диска начинается, когда масса ядра достигает ~10 масс Земли.
Шкала высот в атмосфере TOI-1420 b оценивается в 1950 км, что делает эту планету исключительно удобной целью для изучения атмосферы методами трансмиссионной спектроскопии.
Источник: https://arxiv.org/pdf/2309.09945.pdf