Благодаря информации от волонтеров проекта TESS «Охотники за планетами», учёные обнаружили экзопланету с необычными характеристиками. Из-за особенностей инструментов подобные объекты встречаются астрономам редко, поэтому новая система вызвала большой интерес у исследователей.
Два освоенных метода обнаружения экзопланет — измерение падения яркости звезды во время транзита планеты и выявление «вихляния» звезды от гравитационного взаимодействия с планетой. Транзитным методом удаётся обнаружить короткопериодические планеты (с коротким годом) из-за большей вероятности поймать их «ритм» за время наблюдений. Из всех подтверждённых экзопланет лишь 9,7 процента имеют орбитальный период более 50 дней, а только 1,6 процента — более 200 дней. Малая доля таких планет была открыта транзитным методом. Более 70 процентов экзопланет на орбитах больше орбиты Земли были открыты по радиальной скорости светила.
Метод радиальных скоростей не позволяет определить радиус планеты и вычислить ее плотность. Также с его помощью не получится провести спектральный анализ атмосферы.
Эти параметры необходимы для оценки потенциальной обитаемости экзопланет, а изучение обитаемости Вселенной — главное направление подобных исследований.
В новой работе, опубликованной в журнале The Astronomical JournalАстрономы обнаружили долгопериодическую планету TOI 4633 c с помощью метода транзита. Это мини-нептун, совершающий один оборот вокруг желтого карлика каждые примерно 272 земных дня. У звезды есть компаньон — тоже желтый карлик. По «вихлю» системы можно предположить наличие еще одной экзопланеты TOI 4633 b с периодом около 34 дней. Система расположена примерно в 309,8 светового года (95 парсек) от нас.
Из-за близкого расположения компаньонов двойной звезды сейчас сложно однозначно разделить их свет. Авторы нового исследования с помощью компьютерного моделирования и анализа данных наблюдений пришли к выводу, что планеты точно не вращаются вокруг обеих звезд. Возможно, все планеты вращаются вокруг одного из светил, или же каждая звезда имеет свою собственную планету.
Из-за суммированного излучения звезд в данных наблюдениях невозможно точно определить параметры долгопериодического мини-нептуна. По радиусу он примерно в 3,2 раза больше Земли и в 47 раз массивнее. Разброс нижней оценки массы сильный, но ученые уверенно заявляют о верхней границе — 123 массы Земли. Для сравнения: масса Юпитера — 317,8 земных масс, Сатурна — 95 земных масс, а Нептуна — 17,15 земной массы.
Мини-нептун обращается вокруг светила на расстоянии 0,847 астрономических единиц, что ближе, чем Земля. На этом участке он получает примерно в 1,56 раза больше света, чем наша планета. При нулевом парниковом эффекте равновесная температура поверхности мини-нептуна составляет около 16,8 градуса Цельсия (290 кельвинов). Когда две звезды максимально приближаются друг к другу, планета нагревается до 146 градусов Цельсия (420 кельвинов). Однако у такой массивной планеты должна быть плотная атмосфера, поэтому фактическая температура там выше из-за парникового эффекта.
Планета TOI 4633 c расположена на внутренней границе обитаемой зоны своего желтого карлика. Теоретически там может присутствовать жидкая вода, но это маловероятно из-за очень большой и плотной атмосферы. Чем больше расстояние до звезды, тем выше вероятность наличия у планеты спутников, где могут быть очень благоприятные условия.
При наличии у планеты спутника у него с большой вероятностью твердая поверхность, что делает его прекрасным местом для поисков воды. объяснилаНора Айснер, ведущий автор нового исследования, работает астрономом в Центре вычислительной астрофизики при Исследовательском Институте Флэтайрон в США.
Система TOI 4633 выделяется тремя признаками. Первое — наличие долгопериодической планеты в зоне обитаемости. Второе — это самая яркая из известных звезд с транзитными планетами в зоне обитаемости. Третье — две звезды имеют сопоставимую массу.
Анализ состава двойных звезд поможет обнаружить различия, указывающие на наличие планет в их системах, что даст астрономам новый инструмент для поиска экзопланет.
Исследователи установили, что TOI 4633 представляет собой двойную звезду, проведя анализ десяти архивных наблюдений с 1905 по 2011 год. Звезды находятся в среднем на расстоянии примерно 48,6 астрономических единиц друг от друга, а их орбитальный период составляет около 231 земного года.
По прогнозам ученых через тридцать лет звёзды окажутся достаточно удалёнными друг от друга, чтобы их можно было наблюдать с наземных телескопов. Тогда астрономы смогут проанализировать строение этой интересной системы и изучить звезды и экзопланеты в ней более детально.