Группа ученых под руководством астронома Яна Шубьяка из Звездного отделения Астрономического института КАН и Центра астрофизики Гарвардского университета и Смитсоновского института недавно объявила о важнейшем открытии в области изучения экзопланет. С помощью данных космического аппарата TESS и наземных наблюдений с помощью спектрографа HARPS в Чили было подтверждено существование экзопланеты с мини-нептуном, получившей название TOI-2458 b.
Открытие мини-нептуна TOI-2458 b
TOI-2458 b впервые была идентифицирована как транзитная планета - двигаясь перед родительской звездой, она вызывает периодическое снижение ее яркости. Изменения в яркости звезды побудили ученых провести дальнейшие детальные наблюдения. Сочетание данных со спутника TESS и спектроскопических измерений позволило определить размер, массу и другие свойства планеты.
Радиус планеты TOI-2458 b примерно в 2,8 раза больше земного, а масса - в 13,3 раза больше земной. Она вращается по очень близкой орбите - один оборот вокруг звезды занимает всего 3,74 дня. Это означает, что планета находится в очень жаркой среде, где условия не благоприятствуют жизни.
Родительская звезда и ее необычные свойства
Звезда, вокруг которой вращается TOI-2458 b, также привлекла внимание ученых. Это звезда F-типа, масса которой немного больше, чем у нашего Солнца, а температура поверхности составляет около 6000 К. Анализ показывает, что звезда находится на продвинутой стадии своей эволюции и начинает покидать главную последовательность, что позволяет предположить ее возраст около 5,7 миллиарда лет.
Еще одним удивительным открытием стало быстрое вращение звезды, которое длится всего 9 дней, а также очень короткий цикл магнитной активности - 54 дня. Такое сочетание необычно для звезд F-типа. Подобные короткие циклы наблюдались лишь у нескольких звезд, таких как τ Boo, которая, как известно, взаимодействует с горячей экзопланетой типа Юпитера (примечание: согласно данным Института чешского языка CAS, в Солнечной системе есть планета Юпитер или Нептун, но если речь идет об экзопланете, то рекомендуется говорить "горячий Юпитер", "мини-Нептун" и т. д.).
"Наши наблюдения показывают, что эта система динамически очень интересна". говорит доктор Шубьяк. "Быстрое вращение звезды и ее магнитная активность могут быть результатом взаимодействия с планетарными объектами в прошлом".
Открытие еще одной планеты в системе TOI-2458
Дальнейшие исследования планетарной системы TOI-2458 выявили наличие второй планеты, вращающейся на большем расстоянии от звезды. Эта планета имеет орбитальный период около 16,5 дней, что означает, что она находится дальше от звезды, чем TOI-2458 b. Динамические модели предполагают, что ее масса в 10-25 раз больше массы Земли, но для более точного определения ее свойств потребуются дальнейшие наблюдения.
История формирования системы и роль потерянного горячего Юпитера
Одним из важнейших результатов этого исследования является гипотеза о том, что планетная система TOI-2458 в прошлом могла включать горячий Юпитер. В отличие от гипотез, предполагающих миграцию этих планет из внешних частей протопланетного диска, этот горячий Юпитер мог сформироваться in situ на очень близком расстоянии от звезды.
Однако со временем планета-гигант была поглощена звездой из-за приливных взаимодействий. Этот процесс может объяснить, почему TOI-2458 сейчас вращается необычайно быстро. "Поглощение массивной планеты могло придать звезде значительный вращательный момент". объясняет доктор Шубьяк.
Влияние на текущую динамику системы
Если эта гипотеза о потерянном горячем Юпитере верна, то его присутствие в прошлом должно было существенно повлиять на динамику орбит остальных планет. Ученые полагают, что гравитационные взаимодействия могли привести к необычному наклону орбиты мини-нептуна TOI-2458 b, который сейчас вращается вокруг полюсов своей звезды. Этот наклон может быть результатом светских резонансов, которые действовали на планету на ранних стадиях развития системы, до того как горячий Юпитер спирально вошел в свою звезду.
Последствия для исследования экзопланет и формирования планетарных систем
Если эта гипотеза подтвердится, то можно будет по-новому взглянуть на то, как звездные системы взаимодействуют с планетами, вращающимися в их окрестностях. Будущие наблюдения могут предоставить дополнительные доказательства этой теории и раскрыть больше деталей о динамических процессах в экзопланетных системах. Подобные исследования также могут показать, насколько распространены подобные сценарии в нашей Галактике и какие условия должны быть соблюдены для формирования и долгосрочной стабильности таких систем. "Система TOI-2458 показывает нам, что Вселенная полна сюрпризов, и ставит новые задачи перед нашими моделями формирования планет". добавляет доктор Шубьяк.
Ссылка на статью: здесь a здесь
Институт астрономии КАН/ gnews - RoZ
Иллюстрация системы TOI-2458 в видении искусственного интеллекта. Изображение создано с помощью DALL-E, OpenAI
Russian 
Czech 
English 
Spanish 
French 
Italian 
Chinese 
German