TESS - космический телескоп для поиска экзопланет

[Dayan]

Очень интересная система. Только, к сожалению, для поиска атмосферных биомаркеров при помощи JWST TOI-700 d мало походит, поскольку для уверенного обнаружения таких линий понадобится наблюдать больше 100 транзитов. Зато атмосфера мининептуна TOI-700 c является хорошей целью для исследования.

Схема системы TOI-700 и её сравнение с другими системами красных карликов (и с Солнечной системой), в которых имеются потенциальные аналоги Земли.

[Dayan]

Сегодня день богат на открытия TESS.
На сайте NASA появился пресс-релиз об открытии первой циркумбинарной планеты TESS: NASA’s TESS Mission Uncovers Its 1st World With Two Stars. Ранее о ней сообщалось на конференции AAS-235:

В январе на конференции AAS-235 будет несколько интересных докладов от TESS

Открытие первой циркумбинарной экзопланеты TESS

We report the discovery of the first circumbinary planet from TESS. The target was observed in sectors 1 through 12 in Full-Frame Images at 30-minute cadence and in sectors 4 through 12 at two-minute cadence. The host eclipsing binary consists of two stars with masses of 1.1 and 0.3 MSun on a slightly eccentric (0.16), 14.6-day orbit. The small mass ratio results in prominent primary eclipses and shallow secondary eclipses. The planet produced three transits across the primary star of roughly constant 0.2% depth but different durations, a common signature of transiting circumbinary planets caused by the variable relative motion between the star and planet. The planet's period is roughly 95 days with negligible eccentricity and the orbit is aligned to within 2 degrees of the binary's orbital plane. We combined the precise photometry from TESS with ground-based radial-velocity observations in a numerical photo-dynamical model. The system demonstrates the discovery potential of TESS for circumbinary planets, and provides further understanding of the formation and evolution of planets orbiting close binary stars.

Интересно, что планету открыл школьник из Нью-Йорка Вольф Кукье (Wolf Cukier) в рамках проекта "Planet Hunters"! За исследование и подтверждение взялась команда TESS.
Планета в системе TOI-1338 имеет радиус 6.9 R⊕. Её орбита стабильна, но постепенно немного изменяет наклон относительно луча зрения (прецессирует), в результате чего с ноября 2023 года перестанет быть транзитной. Транзиты возобновятся ещё через 8 лет.



Согласно другому релизу на сайте NASA наблюдения TESS показали, что хорошо известная Альфа Дракона (Тубан) оказалась затменной звездой! Surprise! TESS Shows Ancient North Star Undergoes Eclipses.
Таким образом Альфа Дракона вошла в число одной из наиболее ярких затменных двойных на небе! Спутник-компаньон главной звезды (её спектральный класс A0III) известен давно по спектроскопическим наблюдениям, но затмения обнаружили только сейчас. Обе звезды обращаются друг вокруг друга с периодом 51.4 суток на среднем расстоянии около 61 млн км. Из-за наклона плоскости орбиты к лучу зрения на 3° звёзды затмевают друг друга не полностью (частичные затмения).

[vika vorobyeva]

TESS обнаружил у звезды HD 19916 (TOI-257) транзитный субсатурн радиусом 0.626 ± 0.013 радиусов Юпитера (~7 радиусов Земли) и массой 0.134 ± 0.023 масс Юпитера (~42.6 масс Земли), вращающийся по умеренно эксцентричной орбите (e = 0.24 ± 0.06) с периодом 18.3883 ± 0.0007 суток. Средняя плотность (0.67 ± 0.13 г/куб.см) говорит о том, что перед нами легкий газовый гигант.
В процессе измерения массы транзитной планеты b нечаянно обнаружили не транзитную планету c (точнее, RV-сигнал с периодом 71 ± 0.9 земных суток и полуамплитудой 8.7 ± 1.7 м/с). Вероятность 2-планетной модели гораздо выше 1-планетной, но авторы хотят накопить больше данных, прежде чем описывать параметры внешней планеты.
https://arxiv.org/pdf/2001.07345.pdf

Родительская звезда уже начала эволюционировать в сторону превращения в красный гигант. Ее масса 1.394 ± 0.046 солнечных, радиус – 1.883 ± 0.033 солнечных, светимость – 4.41 солнечной светимости, спектральный класс – примерно F9/G0.

[vika vorobyeva]

Определены массы трех мини-нептунов в системе TOI-125:
https://arxiv.org/pdf/2001.08834.pdf

Масса планеты b (орбитальный период 4.65 суток, радиус 2.726 ± 0.075 радиусов Земли) – 9.5 ± 0.9 масс Земли.
Масса планеты c (орбитальный период 9.15 суток, радиус 2.76 ± 0.1 радиусов Земли) – 6.6 ± 1 масс Земли.
Масса планеты d (орбитальный период 19.98 суток, радиус 2.93 ± 0.17 радиусов Земли) – 13.6 ± 1.2 масс Земли.
На массу внутренней планеты (период 0.53 дня, радиус 1.36 земных) наложен верхний предел в 1.6 масс Земли. Есть еще кандидат TOI-125.05 со скользящим транзитом и периодом 13.28 суток, но ввиду низкого отношения сигнал/шум авторы вообще не уверены в его существовании.
У планет b и d неожиданно высокие эксцентриситеты орбит для такой компактной системы – 0.19 ± 0.04 и 0.17 ^+0.08/_-0.06.

[an]

 TESS обнаружил горячую суперземлю у красного карлика.

https://arxiv.org/abs/2001.09175

Красный карлик  L 168-9, спектрального класса M2, находится на расстоянии ~ 25.17 пк.(82 св. лет) в созвездии Тукан

планета радиусом 1,39 (+ -0,09)земной, с диаметром ~ 17708 км, была обнаружена в  первом секторе наблюдений TESS.  Её период обращения 1,4  дня.
 Эксцентриситет орбиты меньше 0,21 с достоверностью 95%, большая полуось 0,02091 а.е.(3,12 млн. км)

Масса L168-9b составляет 4,60 ( + -0,56) земной, и средняя плотность в 1,74 (+ 0,44-0,33) раза больше земной (9,6г/см.куб.)
Равновесная температура оценивается в от 965±20K в случае нулевого альбедо Бонда, до 668±14K в случае альбедо Бонда, соответствующее облачному покрову Венеры.
Параболическая скорость(вторая космическая) соответствует ~ 20,8 км/сек
Значение планетной средней плотности соответствует составу из наполовину железа и наполовину из силиката магния, и планета описывается как состоящая из
железного ядра окруженного оболочкой из силикатов.
 L 168-9 b является одной из четырнадцати, вероятно, каменистых планет без первичных водородно-гелиевых оболочек, то есть с радиусом <1,8R земн., для которых масса была измерена с неопределенностью, меньшей 33%.
Эта  планета расположена в интересном месте: на диаграмме масса-радиус, для масс ниже, чем у L 168-9 b, подавляющее большинство планет соответствует объемному составу 50% Fe – 50% MgSiO3 или 100% MgSiO3, тогда как для масс более высоких планет существует  большое разнообразие плотности.  Будучи одной из самых плотных планет для масс, превышающих 4 массы Земли,  L 168-9 b может помочь определить предельную массу у  каменистых планет.

 Эта планета является одним из основных кандидатов для научной цели миссии TESS - измерить массы 50 малых планет - и является одной из наиболее подходящих наблюдаемых планет земной группы для определения термической фазовой кривой, чтобы сделать вывод об отсутствии или наличии плотной атмосферы,  и других характеристик атмосферы.

[an]

 Три новых субнептуна

 https://arxiv.org/abs/2002.03958

открыты  используя данные TESS из секторов 15–19(начинают поступать данные из наблюдений северного неба), у яркой звезды сп. класса  G8V( HD 191939, TIC 269701147, TOI 1339) V = 8.97^m,  находящийся на расстоянии 54 пк в созвездии Дракон.

Эта многопланетная система является одним из лучших кандидатов для определения характеристик атмосферы на сегодняшний день со всеми известными планетами, подходящими для многочастотной трансмиссионной спектроскопии.
 Три субнептуна имеют одинаковые радиусы Rb = 3,37( + 0,13 -0,1)3R земл, , Rc = 3,22 (+ 0,15 -0,14)R земл,  и Rd = 3,16 (+ 0,11 -0,11)R  земл, и их орбиты  вблизи средних резонансов движения 1: 3 и 3: 4 (Pb = 8,88 дней, Pc = 28,58 дней и Pd = 38,35 дней)

Система HD 191939 является отличным кандидатом для точного определения массы планет с помощью спектроскопии высокого разрешения благодаря яркости звезды-хозяина и низкой активности хромосферы. Кроме того, компактная и почти резонансная природа системы может обеспечить независимый способ измерения планетарных масс методом тайминга транзитов.

Наконец, HD 191939, является  хорошей целью  для трансмиссионной спектроскопии атмосфер всех трех планет,  что может дать уникальную возможность взглянуть на множество субнептунов, рожденных из протопланетного диска, который, возможно, был похож на  таковой у  Солнца.

[an]

Появились сразу две статьи в архиве, где сообщается об открытии TESS двух   планет у яркого красного карлика  TOI-732, (LTT 3780,  TIC 36724087)

https://arxiv.org/abs/2003.01136     и https://arxiv.org/abs/2003.01140   

Существование планет было подтверждено при наблюдении с использованием спектрометров HARPS и HARPS-N, и независимо при наблюдении красных карликов по программе CARMENES.
 

Звезда спектрального класса  M3.5 и  V = 13,07^m, находится на расстоянии от Земли ~ 22 пк,(72 св. лет)  в созвездии  Секстант

две планеты обращаются с периодами 0.77дн. LTT 3780b( короче его только период недавно обнаруженного NGTS-10b) и 12,25 дн. LTT 3780c; с эксцентриситетами 0 у  планеты b и 0,19 у планеты c. Большие полуоси орбит 0.01211 а. е.(1,8 млн. км.)  у b и 0.07673 а.е.(11,4 млн.км.)

Радиусы планет 1.33 Rземл. у LTT 3780b; и 2.3 Rземл. у LTT 3780c
 
Массы планет ~ 3.12  земл, средн плотн. 7.3 г/см.куб,  у LTT 3780b, что соответствует планетам каменистого состава,( на диаграмме масса-радиус похоже  на Землю, с 33% железа и 67% силиката магния);   и ~ 8.5 M земл. ср. плотн. 3,9 гр./см. куб,  у LTT 3780c, что соответствует плотным мининептунам.
Равновесные температуры оцениваются как 816-892 K у планеты b,  и 323-353 K у планеты c.

Эта система может быть образцом для проверки конкурирующих теорий объясняющих провал  на диаграмме  период-радиус у планет R ~ 1,5 земн.. 

[Dayan]

0.77дн. LTT 3780b( короче его только период недавно обнаруженного NGTS-10b)

Это даже близко не правда. Согласно Энциклопедии экзопланет только транзитных планет с периодами меньше, чем у LTT 3780 b известно больше 40, в том числе две от TESS (LHS 3844 b и GJ 1252 b).

Массы планет ~ 3.12  земл, средн плотн. 7.3 г/см.куб,  у LTT 3780b, что соответствует планетам каменистого состава,( на диаграмме масса-радиус похоже  на Землю, с 33% железа и 67% силиката магния);   и ~ 8.5 M земл. ср. плотн. 3,9 гр./см. куб,  у LTT 3780c, что соответствует плотным мининептунам.

По другой статье радиусы планет b и c составляют 1.35 ± 0.06 и 2.42 ± 0.10 R⊕ соответственно, а массы 2.34 ^+0.24_–0.23 и 6.29 ^+0.63_–0.61 M⊕, что даёт среднюю плотность ~ 5.24 и ~ 2.45 г/см³.

[Goodricke]

Астрономы обнаружили звезду, которая пульсирует только одной стороной

Астрономы обнаружили новый тип пульсирующей звезды, которая формирует импульсы только одной стороной. Объект расположен внутри галактики Млечный путь в 1,5 тыс. световых лет от Земли.

https://hightech.fm/2020/03/10/new-pulsar-2
https://arxiv.org/abs/2003.04071
https://arxiv.org/pdf/2003.04071.pdf
https://www.nature.com/articles/s41550-020-1035-1


http://www.youtube.com/watch?time_continue=5&v=R7mgwyZvSpo#&feature=emb_logo

[Ihtamnet II]

Наверное в препринтах всё нормально, но в первой ссылке просто бред. Намешали разных понятий вообще не имеющих отношения к данному наблюдению.
З.Ы. Желающие могут задать пару вопросов и лично высказать своё мнение "редактору" этого "материала" - Олегу Сабитову https://www.facebook.com/olegusabitovu

[Dayan]

Вышел препринт, в котором сообщается об открытии и подтверждении первой для TESS планеты, вращающейся вокруг звезды, принадлежащей толстому диску Галактики.
LHS 1815b: The First Thick-Disk Planet Detected By TESS

Родительская звезда LHS 1815 (TOI-704) имеет спектральный класс M1 V (V = 12.19^m, K = 7.99^m), массу ~ 0.502 M⊙, радиус ~ 0.501 R⊙, Teff = 3643 ± 142 K, светимость ≈ 0.041 L⊙. Металличность составляет ~ 0.76 солнечной. По данным Gaia DR2 галактическое движение этой звезды указывает на происхождение из толстого диска Млечного Пути. LHS 1815 может отдаляться от галактической плоскости симметрии на ~ 1800 пк (или на ~ 5900 световых лет).
Расстояние до системы оценивается в 29.87 ± 0.02 пк (или около 97.4 световых лет).

Орбитальный период планеты b составляет примерно 3.814 суток, большая полуось орбиты ~ 0.0404 а.е., радиус 1.088 ± 0.064 R⊕. Из-за недостаточного количества спектров (22), полученных с помощью HARPS, измеренная масса этой планеты страдает низкой точностью (M_b = 4.2 ± 1.5 M⊕), но она не превышает 8.7 M⊕ с 3σ.
В предположении нулевого альбедо и отсутствия переноса тепла температура поверхности планеты оценивается в ~ 617 K.

Открытие планет у более древних и низкометалличных звёзд толстого диска Галактики может пролить свет на эффективность формирования планет у таких звёзд по сравнению с эффективностью формирования планет у звёзд тонкого диска.

На картинке показана модель галактической орбиты LHS 1815. На верхней панельке показан вид сверху (когда видим Галактику плашмя), на нижней – вид сбоку (Галактика с ребра). Красным кружком выделено её текущее местоположение.

[Алексей Шевченко]

Плотность слишком высокая

[Dayan]

Плотность слишком высокая

Так в статье приводится формальная оценка массы планеты. Полагаю, она сильно завышена даже в случае меркурийподобного состава из-за очень ограниченного количества высокоточных измерений лучевых скоростей. На эту оценку также влияет не слишком хорошо учтённая активность родительской звезды и, возможно, дополнительные планеты в системе (пока не открытые).

[Алексей Шевченко]

Сверхмеркурий с плотностью 10 грамм в кубическом сантиметре

[Андрей Астрофизический]

Может быть, это вольфрамо-свинцовая планета  А может быть, данные пока неточны, и надо подождать более точных измерений характеристик. 

[Dayan]

Может быть, это вольфрамо-свинцовая планета  А может быть, данные пока неточны, и надо подождать более точных измерений характеристик. 

Да данные пока очень неточные, и авторы говорят уверенно лишь о верхнем пределе массы LHS 1815 b.
Насчёт вольфрамово-свинцового там, золотого, осмиевого состава планет – это всё же чрезвычайно маловероятно, учитывая их распространённость по отношению к другим элементам в Галактике, например, к гораздо – значительно более распространённым кислороду, углероду, неону, азоту, кремнию, магнию, железу, кальцию, алюминию и т.д. даже по отдельности (опуская водород с гелием). Думается, что даже среди 4200 известных на сегодня экзопланет скорее всего ни одна не содержит и 1% массовой доли таких веществ (хотя с какими-нибудь планетами второго поколения у пульсаров я буду немного осторожнее в оценке, однако всё же).

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве – статья с сообщением об открытии еще трех горячих юпитеров по данным TESS:
https://arxiv.org/pdf/2003.05932.pdf

1. HIP 65A b (TOI-129 b) – достаточно массивный гигант на очень тесной орбите. Масса – 3.21 ± 0.08 масс Юпитера, орбитальный период – 0.981 суток. Транзиты скользящие, поэтому радиус планеты определен плохо – 2.03 ^+0.61/_-0.49 радиусов Юпитера. Эффективная температура 1411 ± 15К.
Родительская звезда двойная. Планета вращается вокруг оранжевого карлика спектрального класса K4 V, на расстоянии 3.95 угловых секунд (269 а.е. в проекции на небесную сферу) расположен звездный компаньон HIP 56B – красный карлик массой ~0.3 солнечных.

2. TOI-157 b – типичный горячий юпитер массой 1.18 ± 0.13 масс Юпитера и радиусом 1.286 ± 0.023 радиусов Юпитера, орбитальный период 2.085 суток, эффективная температура 1588 ± 21К. Вращается вокруг солнцеподобной звезды спектрального класса G9, которая недавно сошла с главной последовательности и стала распухать в красный гигант, возраст звезды оценивается в 12.8 ^+0.7/_-1.4 (!) млрд. лет.

3. TOI-169 b – еще один типичный горячий юпитер: масса 0.79 ± 0.064 масс Юпитера, радиус 1.09 ^+0.08/_-0.05 радиусов Юпитера, орбитальный период 2.255 земных суток, эффективная температура 1715 ± 22К. Родительская звезда немного побольше и поярче Солнца, но в целом солнцеподобная.
Металличность у всех трех звезд повышенная (в 1.5-1.75 раз относительно Солнца).

[Андрей Астрофизический]

Металличность у всех трех звезд повышенная (в 1.5-1.75 раз относительно Солнца).

Т.е в том числе, и у

возраст звезды оценивается в 12.8 +0.7/-1.4 (!) млрд. лет.

Не знал, что так бывает, не знал, что так можно...

[Алексей Шевченко]

У звезды такого возраста высокая металличность отчего может быть вообще?

[Olweg]

Ну, может, была область особо активного звездообразования. Взрывались сверхновые, из их останков формировались новые сверхгиганты, и так несколько раз подряд.