Две планеты, похожие на Нептун, кружат вокруг яркого карлика типа F: открытие TESS

В октябре 2023 года международная группа астрономов сообщила о находке двух новых экзопланет, вращающихся вокруг яркой звезды TOI-5126. Эти экзопланеты по размеру сравнимы с самой дальней планетой нашей солнечной системы — Нептуном.

Что такое TESS и как он ищет экзопланеты?

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) — это космический телескоп НАСА, запущенный в апреле 2018 года с целью поиска экзопланет — планет, находящихся за пределами нашей солнечной системы. TESS использует метод транзитов, то есть наблюдает за периодическими изменениями яркости звезд, вызванными прохождением планет перед ними. Таким образом, TESS может определять радиусы и орбитальные периоды экзопланет, а также оценивать их температуры и потенциальную пригодность для жизни. Сейчас TESS обнаружил почти 6900 потенциальных экзопланеты(TESS Objects of Interest, или TOI), среди которых 395 уже подтверждены. TESS обозревает около 200 тысяч ярчайших звезд, покрывая почти все небо.

Какие особенности у новых экзопланет?

Новые экзопланеты были обнаружены неподалеку от звезды TOI-5126 — яркого F-карлика, расположенного на дистанции порядка 525 световых лет от Земли. Эффективная температура звезды — 6150 К, а масса и радиус на 24% больше, чем у солнца, и возраст около 800 миллионов лет. Экзопланета, расположенная наиболее близко к звезде, получила название TOI-5126 b. Ее радиус составляет около 4,74 земных радиусов, это значит, что ее размер примерно на 22% больше Нептуна. Период обращения планеты вокруг звезды — 5,46 дней, на расстоянии около 0,065 астрономических единиц (а.е.) от нее. Равновесная температура TOI-5126 b оценивается в 1442 К, поэтому планета была классифицирована авторами статьи как горячий сверх-Нептун. Вторая планета, описанная в исследовании, TOI-5126 c, с орбитальным периодом примерно 17,9 дней и отделена от родительской звезды на 0,144 а.е. По результатам исследования, TOI-5126 c имеет радиус 3,86 земных радиусов и поэтому почти совпадает по размеру с Нептуном. Планета имеет равновесную температуру 971 К и была классифицирована как теплый Нептун. Массы новых экзопланет пока не определены. Однако, на основе моделей зависимости массы от радиуса, астрономы оценивают, что предполагаемые массы для TOI-5126 b и TOI-5126 c составляют 21 и 18 земных масс соответственно.

Зачем изучать такие экзопланеты?

Экзопланеты типа Нептуна представляют большой интерес для астрономов, так как они являются одними из самых распространенных типов планет в нашей галактике, но при этом отсутствуют в нашей солнечной системе. Такие планеты могут иметь различный химический состав, структуру и атмосферу, в зависимости от их расстояния от звезды, возраста и истории формирования. Изучая такие планеты, мы можем лучше понять процессы планетообразования и эволюции, а также узнать больше о разнообразии планетарных систем во Вселенной. Новые экзопланеты вокруг TOI-5126 представляют собой уникальный случай для сравнения двух планет одного типа, но с разными температурами. Авторы статьи подчеркивают, что дальнейшее исследование этой планетарной системы может помочь нам лучше понять разницу в атмосферном составе между горячим сверх-Нептуном и теплым Нептуном. Для этого необходимо измерить массы планет и провести спектроскопические наблюдения их атмосфер.

Какие перспективы для дальнейших открытий?

TESS продолжает свою миссию по поиску экзопланет и уже запланировал обзор дополнительных 20 тысяч звезд в 2024 году. Кроме того, TESS сотрудничает с другими космическими и наземными обсерваториями, такими как CHEOPS (CHaracterizing ExOplanets Satellite) Европейского космического агентства (ESA), которые помогают подтверждать и характеризовать обнаруженные кандидаты в экзопланеты. В будущем ожидается запуск новых космических миссий, таких как PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) ESA и JWST (James Webb Space Telescope) НАСА, которые смогут детально изучать атмосферы экзопланет и искать признаки жизни.