Астрономы, используя орбитальную обсерваторию NASA TESS, выявили две экзопланеты, обращающиеся вокруг звезды TOI-6054. Этот небесный объект находится на расстоянии около 259 световых лет от нашей планеты. Обе экзопланеты классифицируются как субнептуны и характеризуются плотностью, свидетельствующей о вероятном наличии газовой оболочки.
Космический телескоп TESS позволяет астрономам отслеживать транзиты наиболее ярких звезд в нашей Галактике – моменты, когда планета проходит между звездой и наблюдателем, вызывая периодическое снижение ее яркости. С момента запуска в апреле 2018 года этот инструмент астрономических наблюдений обнаружил более 7300 потенциальных экзопланет (известных как TOI), и 595 из них были подтверждены путем дополнительных исследований.
Зарегистрированные изменения в светимости звезды TOI-6054, вызванные переходом ее в стадию субгиганта (что связано с исчерпанием водорода, необходимого для ядерных реакций), позволили использовать ее в качестве объекта для дальнейшего спектроскопического анализа, проведенного в рамках программы OrCAS. Подтверждение существования двух экзопланет, обращающихся вокруг звезды, возраст которой составляет 6 миллиардов лет, было получено с использованием спектрографа NEID, установленного на телескопе WIYN апертуры 3,5 метра, находящегося в штате Аризона (США).
В статье, опубликованной на сервере препринтов Корнелльского университета, международная исследовательская группа под руководством Максвелла А. Крофта (Maxwell A. Kroft) из Висконсинского университета в Мэдисоне (США) сообщила, что обе планеты представляют собой субнепутны — миры, размеры которых находятся в промежутке между Землей и Нептуном. Первая экзопланета (TOI-6054b) совершает полный оборот своей вокруг звезды за 7,5 суток, а вторая (TOI-6054c) за 12,56 суток. Их радиусы составляют порядка 2,6-2,8 земного, а массы — 9-12 земных.
Ввиду того, что звезда TOI-6054 увеличивается в размерах и яркости на протяжении сотен миллионов лет, оба субнептуна получают от нее в 300-600 раз больше энергии, чем Земля от Солнца. При этом, их орбиты синхронизированы вследствие гравитационного взаимодействия.
Согласно проведенным расчетам, интенсивное нагревание субнептуна TOI-6054b, скорее всего, приводит к потере им атмосферы. Подтвердить это можно, изучая спектральные линии гелия (образованные при переходе электронов между энергетическими уровнями в атомах гелия) и линию Лайман-альфа (резонансную линию водорода) – при активной потере атмосферы эти линии будут отчетливо видны в спектре.
По мнению астрономов, звезда TOI-6054 обладает высокой светимостью, благодаря чему детальный анализ химического состава атмосфер обеих планет станет возможен с использованием космического телескопа «Джеймс Уэбб» и других астрономических приборов.
Будущие исследования помогут понять, как возникают субнептуны, и определить влияние звездной эволюции на характеристики планет. В частности, изучение газовой оболочки планет TOI-6054b и TOI-6054c позволит установить, насколько распространен механизм их формирования, а также оценить роль миграции планет в процессе развития планетных систем.