TESS - космический телескоп для поиска экзопланет

[vika vorobyeva]

Представлены две планеты очень редкого типа – массивные газовые гиганты у красных карликов, TOI-6303 b и TOI-6330 b: https://arxiv.org/pdf/2411.08159

TOI-6303 удалена на 151.8 ± 0.4 пк, ее спектральный класс M0V. Масса 0.644 ± 0.024 солнечных масс, радиус 0.609 ± 0.016 солнечных радиусов, светимость в 12.2 раза меньше солнечной. Звезда отличается исключительно высоким содержанием тяжелых элементов, почти в 2.8 раза больше солнечного. Возраст TOI-6303 определен плохо, как 6.4 ± 4.7 млрд. лет.
При радиусе 1.03 ± 0.06 радиусов Юпитера масса TOI-6303 b достигает 7.8 ± 0.3 масс Юпитера, что соответствует средней плотности 8.8 ^+1.8/_-1.3 г/куб.см. Орбитальный период –  9.48524 ± 0.00002 суток, расстояние между планетой и звездой 0.076 ± 0.001 а.е., орбита близка к круговой. Эффективная температура – 541 ± 14 К в случае нулевого альбедо и 455 ± 12 К в случае альбедо, равного 0.5.

TOI-6330 – красный карлик спектрального класса M2V, удаленный на 143.5 ± 0.6 пк. Масса 0.53 ± 0.02 солнечных масс, радиус 0.49 ± 0.01 солнечных радиусов, светимость в 27 раз меньше солнечной. У этой звезды содержание тяжелых элементов примерно солнечное, возраст 7.6 ± 4.9 млрд. лет.
Планета TOI-6330 b оказывается еще тяжелее, ее масса 10.0 ± 0.3 масс Юпитера. Радиус 0.97 ± 0.03 радиусов Юпитера, средняя плотность 13.6 ± 1.4 г/куб.см. Гигант вращается по эллиптической орбите с большой полуосью  0.0576 ± 0.0008 а.е. и эксцентриситетом 0.34 ± 0.01, его орбитальный период 6.85002 суток, а эффективная температура – 495 ± 14 К (альбедо 0) или 416 ± 11 К (альбедо 0.5).

Авторы приходят к выводу, что обе планеты образовались не по сценарию аккреции на ядро (стандартный сценарий образования газовых гигантов), а в результате гравитационной неустойчивости в массивном протопланетном диске.

[vika vorobyeva]

Третья планетная система, представленная за сегодня – GJ 105.5 (TOI-2443): https://arxiv.org/pdf/2411.09417

Система включает две планеты, транзитную и не транзитную. Первая была обнаружена TESS, вторая – в процессе измерения массы первой методом лучевых скоростей. Очень частая ситуация
GJ 105.5 – оранжевый карлик спектрального класса K5V, удаленный на 23.91 ± 0.01 пк. Масса звезды – 0.642 ± 0.026 солнечных масс, радиус – 0.631 ± 0.014 солнечных радиусов, светимость в 7.3 раза меньше солнечной. Звезда отличается пониженным содержанием тяжелых элементов – их примерно вдвое меньше, чем в составе Солнца. Звезда зрелая, ее возраст оценивается в 7.5 ± 4.6 млрд. лет.
GJ 105.5 попала на 31 сектор TESS, где было зарегистрировано 2 транзитных события. Транзиты также наблюдали на наземном телескопе метрового класса  LCOGT. Массу кандидата измерили методом лучевых скоростей на спектрографе HARPS-N, всего было получено 97 измерений.

Орбитальный период транзитной планеты b – 15.6686 ± 0.0001 суток. Масса 4.8 ± 1.1 масс Земли, радиус 2.36 ± 0.07 радиусов Земли, средняя плотность 2.0 ± 0.5 г/куб.см. Типичный мини-нептун. Однако его орбита заметно эксцентрична, эксцентриситет равен 0.30 ± 0.05. Большая полуось орбиты  0.1050 ± 0.0025 а.е., эффективная температура – 519 ± 6 К.
Возможная причина эксцентричности – не транзитная планета c минимальной массой 9.3 ± 2.0 масс Земли с орбитальным периодом 96.6 ± 1.4 суток, явный нептун или мини-нептун. Орбита внешней планеты проходит в середине обитаемой зоны, ее эффективная температура – 283 ± 4 К.
Планета b может представлять собой железокаменное ядро с 4.5% водородной атмосферы, но гораздо вероятнее, что это ядро содержит 40-50% воды и 2-2.5% водорода.

[Goodricke]

Открыта самая молодая транзитная экзопланета из известных

Используя космический телескоп NASA «Transiting Exoplanet Survey Satellite», астрономы обнаружили гигантскую экзопланету в системе звезды возрастом всего 3 миллиона лет. Она расположена в 520 световых годах от Земли в направлении созвездия Телец и благодаря удачному расположению протопланетного диска, не блокирующего ее наблюдения, станет отличной целью для изучения ранних стадий формирования планет.

В рамках исследования астрономы проанализировали наблюдения молодой звезды IRAS 04125+2902. Оказалось, что окружающий ее внешний протопланетный диск смещен и повернут к нам почти ребром, а внутренний сильно истощен. Такое сочетание характеристик позволило обнаружить транзитную протопланету, получившую обозначение IRAS 04125+2902 b.

«Установлено, что период ее обращения вокруг звезды составляет 8,83 земного дня, по размеру она почти в 11 раз превосходит Землю, а по массе уступает Юпитеру примерно 70 процентов. Вероятно, она может быть предшественницей одного из двух классов экзопланет: суперземель или субнептунов, которые часто обнаруживаются на орбитах звезд главной последовательности», – заключили авторы открытия.

https://in-space.ru/otkryta-samaya-molodaya-tranzitnaya-ekzoplaneta-iz-izvestnyh/
https://science.nasa.gov/universe/exoplanets/discovery-alert-a-rare-glimpse-of-a-newborn-planet/
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08123-3

[vika vorobyeva]

Измерена масса мини-нептуна TOI-1430 b (HD 235088 b): https://arxiv.org/pdf/2411.12795

HD 235088 – молодой оранжевый карлик возрастом 700 ± 150 млн. лет, удаленный от нас на 41.21 ± 0.02 пк. Его масса 0.849 ± 0.009 солнечных масс, радиус 0.77 ± 0.03 солнечных радиусов, светимость 36 ± 2.6% светимости Солнца.
TESS наблюдала HD 235088 на 9 секторах: 14-16, 41, 54-56, 75-76. Массу транзитного кандидата измерили методом лучевых скоростей с помощью спектрографов HARPS-N (191 измерение) и HIRES (113 измерений). Звезда молодая, активная, чтобы измерить массу планеты, эту активность пришлось аккуратно учесть.

В итоге получили такие параметры планеты TOI-1430 b: радиус 1.98 ± 0.07 радиусов Земли, масса 4.15 ± 0.83 масс Земли, средняя плотность 2.9 ± 0.7 г/куб.см, орбитальный период 7.43413 суток, орбитальное расстояние 0.0706 ± 0.0006 а.е. (19.7 звездных радиусов). Равновесную температуру я в статье не нашла, но a/R_эф ~ 0.2, так что планета должна быть горячее Меркурия.
На диаграмме Масса-Радиус TOI-1430 b лежит чуть выше линии воды, а значит, у нее должна быть водородно-гелиевая атмосфера. Однако масса атмосферы может быть 0.3-0.5%. Другие товарищи, на которых ссылаются авторы данной работы, обнаружили у TOI-1430 b истечение гелия. По всей видимости, планета продолжает терять первичную атмосферу и закончит свои дни суперземлей с радиусом около 1.5 радиусов Земли.

[vika vorobyeva]

Открыта самая молодая транзитная экзопланета из известных...
В рамках исследования астрономы проанализировали наблюдения молодой звезды IRAS 04125+2902. Оказалось, что окружающий ее внешний протопланетный диск смещен и повернут к нам почти ребром, а внутренний сильно истощен. Такое сочетание характеристик позволило обнаружить транзитную протопланету, получившую обозначение IRAS 04125+2902 b.

Сегодня статья об этой планете вышла также в Архиве: https://arxiv.org/pdf/2411.18683

[vika vorobyeva]

Представлены еще 4 газовых гиганта у звезд TOI-6628, TOI-3837, TOI-5027 и TOI-2328: https://arxiv.org/pdf/2412.02069

Родительские звезды – условно солнцеподобные с массами от 0.89 до 1.02 солнечных масс, радиусами от 0.9 до 1.2 солнечных радиусов и светимостью от 0.68 до 1.57 солнечных.

TOI-6628 b: масса 0.75 ± 0.06 масс Юпитера, радиус 0.98 ± 0.05 радиусов Юпитера, большая полуось орбиты 0.133 ± 0.007 а.е., эксцентриситет 0.667 ± 0.016(!), орбитальный период 18.184 суток, эффективная температура – 836 ± 23 К. Эксцентричный очень теплый гигант, возможно, на завершающем этапе высокоэксцентричной миграции.
TOI-3837 b: масса 0.59 ± 0.06 масс Юпитера, радиус 0.96 ± 0.05 радиусов Юпитера, большая полуось орбиты 0.098 ± 0.005 а.е., эксцентриситет 0.20 ± 0.05, орбитальный период 11.889 суток. Эффективная температура – 1182 ± 32 К, горячий юпитер.
TOI-5027 b: масса 2.01 ± 0.13 масс Юпитера, радиус 0.99 ^+0.07/_-0.12 радиусов Юпитера, большая полуось орбиты 0.093 ± 0.004 а.е., эксцентриситет 0.395 ± 0.03, орбитальный период 10.244 суток. Эффективная температура – 1056 ± 24 К, еще один горячий юпитер на возмущенной орбите.
TOI-2328 b: масса 0.16 ± 0.02 масс Юпитера, радиус 0.89 ± 0.04 радиусов Юпитера, орбитальное расстояние 0.127 ± 0.006 а.е., орбитальный период 17.102 суток. Для разнообразия орбита почти круговая, эксцентриситет 0.06 ± 0.05. Эффективная температура – 842 ± 21 К, очень теплый сатурн.

Все планеты относительно прохладные и оттого не раздутые. Все будут хорошими целями для измерения эффекта МакЛафлина и определения наклона орбиты к экватору звезды.

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве – новый транзитный сатурн на эксцентричной орбите TOI-4994 b: https://arxiv.org/pdf/2412.02769

Планета вращается вокруг солнцеподобной звезды, удаленной на 331 ± 2.5 пк. Звезда попала на 12-13, 27 и 66-67 сектора TESS. На кривой блеска прорисовалось 11 транзитных событий с периодом 21.492 суток. Традиционно транзитный кандидат подтвердили методом лучевых скоростей.
При радиусе 0.76 ± 0.03 радиусов Юпитера масса TOI-4994 b составила 0.28 ± 0.037 масс Юпитера, что соответствует средней плотности 0.78 ± 0.16 г/куб.см. Этот теплый аналог Сатурна вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 0.1515 ± 0.003 а.е. и эксцентриситетом 0.32 ± 0.05. Эффективная температура TOI-4994 b оценивается в 718 ± 10 К.
Авторы считают систему хорошей целью для измерения наклона орбиты планеты к экватору звезды с помощью эффекта МакЛафлина.

[vika vorobyeva]

Представлены два мини-нептуна у молодого оранжевого карлика TOI-1803: https://arxiv.org/pdf/2412.05423

Планеты были обнаружены TESS и подтверждены методом лучевых скоростей с помощью спектрографа HARPS-N, кроме того, систему наблюдал спутник ChEOPS.
Родительская звезда – звезда главной последовательности спектрального класса K0V, удаленная на 119 пк. Масса 0.76 ± 0.05 солнечных масс, радиус 0.715 ± 0.005 солнечных радиусов, возраст, оцененный с помощью гирохронологии, равен 0.9 ± 0.1 млрд. лет, а по кинематике – 1.40 ± 0.16 млрд. лет. В общем, звезда молодая, но не слишком.
TESS наблюдала TOI-1803 на 22 и 49 секторах.

Кривая блеска демонстрирует 2 транзитных сигнала с периодами 6.293 и 12.886 суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусами 2.99 ± 0.08 и 4.29 ± 0.08 радиусов Земли, соответственно. Планеты близки к резонансу 2:1, амплитуда вариаций времени наступления транзитов достигает 10 минут для планеты b и 40 минут для планеты c. Массы планет равны 10.3 ± 2.5 масс Земли и 6.0 ± 3.0 масс Земли. Внутренняя планета – типичный мини-нептун, внешняя необычно рыхлая, ее средняя плотность 0.42 ± 0.21 г/куб.см. Обе планеты горячее Меркурия, эффективные температуры оцениваются в 747 ± 11 К и 588 ± 10 К.

Динамический анализ показал, что система устойчива.

[vika vorobyeva]

Еще одна любопытная система – TOI-4505, включающая по меньшей мере 3 планеты: https://arxiv.org/pdf/2412.05609
Две транзитные планеты обнаружила TESS, еще одну нашли методом лучевых скоростей и анализом вариаций времени наступления транзитов (TTV). Интересно, что не транзитная планета не является внешней, а располагается между двумя транзитными.

Родительская звезда – оранжевый карлик спектрального класса K1V, удаленный на 342.6 ± 1.7 пк. Масса звезды 0.89 ± 0.06 солнечных масс, радиус 0.92 ± 0.04 солнечных радиусов, светимость 0.62 ± 0.03 солнечных. Возраст достигает 10 ± 3 млрд. лет.
TOI-4505 повезло, и она попала на площадку, наблюдаемую в течение долгого времени: на секторах 1-13, 27-38, 61-65 и 67-69. Это позволило обнаружить в том числе довольно долгопериодическую планету TOI-4505 c.
TESS обнаружила 2 транзитных сигнала с периодами 2.426 и 82.972 суток. Первый принадлежал мини-нептуну радиусом 2.69 ± 0.19 радиусов Земли, второй – газовому гиганту радиусом 0.99 ± 0.05 радиусов Юпитера.
Чтобы измерить массы планет, исследователи получили 39 измерений лучевой скорости звезды с помощью спектрографа FEROS. Массу внутренней планеты b измерить не удалось, зато удалось измерить массу внешней, и обнаружить еще один RV-сигнал. Масса планеты c составила 3.77 ± 0.18 масс Юпитера. Дополнительный сигнал мог бы принадлежать планете с орбитальным периодом 40.56 ± 0.04 суток и минимальной массой 1.42 ± 0.07 масс Юпитера. Внешние планеты близки к резонансу 2:1. Эксцентриситеты внешних планет невелики и составляют 0.032 ± 0.002 для планеты c и 0.045 ± 0.001 для не транзитной планеты d. Вариации времени наступления транзитов внешней планеты могут достигать 2 суток!
Динамический анализ показал, что наклонение орбиты планеты d к лучу зрения составляет 85.0 ± 0.3°, планета "почти транзитная".

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве вышла статья, где отсыпали целую кучу планет, транзитных и нет: https://arxiv.org/pdf/2412.08527
Как обычно, транзитные планеты обнаруживала TESS, а не транзитные находились во время измерения массы транзитных методом лучевых скоростей. На этот раз рабочей лошадкой RV-измерений выступил спектрограф SOPHIE.

1. TOI-2295 удалена на 125.51 ± 0.16 пк. Масса 1.17 ± 0.07 солнечных масс, радиус 1.46 ± 0.06 солнечных радиусов, светимость 2.06 ± 0.27 солнечных светимостей, металличность [Fe/H] 0.32 ± 0.04, возраст 10.5 ± 1.4 млрд. лет.
Обнаружены 2 планеты.
TOI-2295 b – эксцентричный очень теплый гигант массой 0.875 ± 0.042 масс Юпитера, радиусом 1.47 ^+0.85/_-0.53 радиусов Юпитера, орбитальный период 30.03330 ± 0.00007 суток. Транзит скользящий, поэтому такие дикие оценки радиуса (прицельный параметр чуть больше единицы). Поскольку эффективная температура 747 ± 24 К, планета не должна быть раздутой, и ее радиус должен быть близок к радиусу Юпитера. Большая полуось орбиты 0.199 ± 0.004 а.е., эксцентриситет 0.334 ± 0.012.
TOI-2295 c – массивный гигант с минимальной массой 5.61 ± 0.24 масс Юпитера и орбитальным периодом 966.5 ± 4.3 суток. Большая полуось орбиты 2.02 ± 0.04 а.е., эксцентриситет 0.194 ± 0.012. У этой планеты температурный режим Марса, эффективная температура 235 ± 8 К. По всей видимости, является источником возмущения орбиты внутреннего гиганта.

2. TOI-2537 удалена на 182.4 ± 1.1 пк. Масса 0.77 ± 0.05 солнечных масс, радиус 0.77 ± 0.04 солнечных радиусов, светимость 0.30 ± 0.05 солнечных светимостей, металличность [Fe/H] 0.08 ± 0.08, возраст 1.1 ± 0.6 млрд. лет.
Тоже 2 планеты.
TOI-2537 b – эксцентричный теплый гигант массой 1.31 ± 0.09 масс Юпитера, радиус 1.00 ± 0.06 радиусов Юпитера, средняя плотность 1.60 ^+0.35/_-0.26 г/куб.см, орбитальный период 94.102 ± 0.001 суток. Большая полуось орбиты 0.372 ± 0.008 а.е., эксцентриситет 0.36 ± 0.04, эффективная температура 338 ± 14 К (температурный режим Венеры).
TOI-2537 c – эксцентричный массивный гигант с минимальной массой 7.23 ± 0.52 масс Юпитера и орбитальным периодом 1920 ⁺²³⁰/_-140 суток. Большая полуось орбиты 2.78 ^+0.22/_-0.15 а.е., эксцентриситет 0.29 ± 0.06, эффективная температура 123 ± 7 К (температурный режим Юпитера).

3. TOI-4081 удалена на 443 ± 7 пк. Масса 1.45 ± 0.09 солнечных масс, радиус 2.48 ± 0.11 солнечных радиусов, светимость 7.35 ± 1 солнечных светимостей, металличность [Fe/H] 0.01 ± 0.30, возраст 6.6 ± 1.9 млрд. лет.
Пока найдена одна планета, но регистрируется дополнительный линейный дрейф лучевой скорости звезды, говорящий о наличии еще одного тела на широкой орбите.
TOI-4081 b – горячий юпитер массой 1.89 ± 0.35 масс Юпитера, радиусом 1.19 ± 0.07 радиусов Юпитера, средней плотностью 1.37 ^+0.39/_-0.31 г/куб.см, с орбитальным периодом 9.25839 ± 0.00002 суток. Большая полуось орбиты 0.098 ± 0.002 а.е., эксцентриситет очень плохо определен (0.25 ^+0.22/_-0.14), эффективная температура 1466 ± 51 К.

4. TOI-5110 удалена на 359 ± 3 пк. Масса 1.47 ± 0.09 солнечных масс, радиус 2.33 ± 0.10 солнечных радиусов, светимость 7 ± 1 солнечных светимостей, металличность [Fe/H] 0.07 ± 0.05, возраст 6.6 ± 1.9 млрд. лет.
TOI-5110 b – резко эксцентричный горячий юпитер массой 2.90 ± 0.13 масс Юпитера, радиусом 1.07 ± 0.05 радиусов Юпитера и средней плотностью 2.95 ± 0.5 г/куб.см. Орбитальный период 30.1586 ± 0.0001 суток, эксцентриситет 0.745 ± 0.03(!), эффективная температура 976 ± 33 К.

Система TOI-4168 оказалась затменно-переменной двойной со скользящим транзитом, т.е. ложнопозитивом.

[Dayan]

В Архиве вышла статья об открытии, вероятно, трёх транзитных планет размером с Землю у близкого оранжевого карлика HD 101581.
Two Earth-size Planets and an Earth-size Candidate Transiting the Nearby Star HD 101581

HD 101581 (GJ 435, TOI-6276) находится на южном небе (созвездие Центавра), наблюдалась TESS на 63 и 64 секторах. Два внутренних транзитных кандидата статистически подтверждены с помощью наземных наблюдений. Третий – внешний транзитный кандидат пока не подтверждён.

HD 101581 является звездой спектрального класса K5V, блеск в диапазоне V = 7.77^m. Она имеет массу ~ 0.653 M⊙, радиус ~ 0.630 R⊙, Teff ≈ 4675 K, светимость по закону С–Б ~ 0.171 солнечной. Металличность составляет ~ 0.45 солнечной. Возраст определён с большой погрешностью в 6.88 ± 4.27 млрд лет.
Расстояние до системы 12.783 пк (или около 41.7 светового года). Это вторая по удалённости от нас система, в которой известны планеты размером с Землю (после TRAPPIST-1).

Планеты:
b обращается по орбите с периодом 4.4657 суток и большой полуосью ~ 0.046 а.е. Её радиус составляет 0.956 ^+0.061_−0.063 R⊕. Инсоляция на планете превышает земную в ~ 80 раз. В предположении нулевого альбедо равновесная температура оценивается в 834 ± 23 K.
c обращается по орбите с периодом 6.2040 суток и большой полуосью ~ 0.0573 а.е. Её радиус составляет 0.99 ± 0.07 R⊕. Инсоляция на планете превышает земную в ~ 52 раза. Равновесная температура 747 ⁺²¹_–20 K.

Кандидат TOI-6276.03 имеет слабый транзитный сигнал с соотношением "сигнал – шум" ~ 7.9, поэтому вероятность ложнопозитива составляет около 0.01, в то время как у двух внутренних сильно меньше 10^–3.
Кандидат имеет орбитальный период 7.8708 суток и большую полуось ~ 0.0671 а.е. Его радиус составляет 0.982 ^+0.114_−0.098 R⊕. Инсоляция превышает земную в ~ 38 раз. Равновесная температура оценивается в 690 ± 19 K.

Планеты системы HD 101581 являются неплохими целями для атмосферных исследований, метрика трансмиссионной спектроскопии для всех трёх лежит в диапазоне 30–37.

[vika vorobyeva]

Представлен горячий супернептун TOI-6038A b: https://arxiv.org/pdf/2501.02272

Планета имеет характеристики, промежуточные между свойствами ледяных и газовых гигантов. Ее масса – 78.5 ± 9.9 масс Земли (0.25 ± 0.03 масс Юпитера), радиус 6.4 ± 0.2 радиусов Земли, средняя плотность 1.62 ± 0.24 г/куб.см. Содержание тяжелых элементов в составе планеты достигает 74%, так что это скорее тяжелый нептун, чем легкий газовый гигант, хотя формально он попадает в массовый диапазон гигантов. Орбитальный период планеты – 5.82673 ± 0.00001 суток, расстояние между планетой и звездой 0.069 ± 0.001 а.е. (9 звездных радиусов), эффективная температура 1439 ± 25 К.

TOI-6038A b вращается вокруг звезды позднего F-класса, входящей в состав широкой пары. Звезда уже сошла с главной последовательности и начала эволюционировать в сторону превращения в красный гигант. Масса TOI-6038A 1.29 ± 0.07 солнечных масс, радиус 1.65 ± 0.04 солнечных радиусов, светимость 3.4 ± 0.3 солнечных светимостей, возраст 3.65 ^+0.92/_-0.85 млрд. лет. На расстоянии 17.87 угловых секунд (3217 а.е. в проекции на небесную сферу) находится звездный компаньон спектрального класса K светимостью в половину солнечной.
Система удалена от нас на 177.2 ± 0.6 пк.

Орбита TOI-6038A b близка к круговой. Пока неясно, успела ли она скруглиться приливными силами со стороны звезды или изначально была такой, характерное время скругления близко к возрасту системы. Хотя наличие компаньона TOI-6038B вроде бы благоприятствует гипотезе высокоэксцентричной миграции, круговая орбита планеты скорее говорит о спокойной миграции в диске. Решить проблему может измерение наклона орбиты TOI-6038A b к экватору звезды, ожидаемая амплитуда эффекта Мак-Лафлина составляет 7 м/с.

[vika vorobyeva]

Представлены еще два транзитных субсатурна TOI-5108 b и TOI 5786 b: https://arxiv.org/pdf/2501.03803
Обе планеты были обнаружены TESS и подтверждены методом лучевых скоростей с помощью спектрографов SOPHIE и Manfred Hirt Planet finder Spectrograph (MaHPS).

Звезда TOI-5108 примерно солнцеподобная, судя по температуре фотосферы. Масса 1.10 ± 0.03 солнечных масс, радиус 1.29 ± 0.04 солнечных радиусов, светимость примерно 1.7 солнечных, содержание тяжелых элементов в полтора раза больше солнечного, возраст 5.8 ± 1 млрд. лет. Удалена на 131.1 ± 0.6 пк.
TOI-5108 b – тяжелый нептун массой 32 ± 5 масс Земли, радиусом 6.6 ± 0.1 радиусов Земли и средней плотностью 0.60 ± 0.09 г/куб.см. Вращается по круговой орбите на расстоянии 12.2 звездных радиусов (0.073 ± 0.004 а.е.) и делает один оборот за 6.75358 суток, эффективная температура 1180 ± 40 К.

Звезда TOI 5786 заметно ярче и горячее Солнца: масса 1.23 ± 0.04 солнечных масс, радиус 1.36 ± 0.05 солнечных радиусов, светимость примерно в 2.5 раза больше солнечной, возраст 2.5 ± 0.7 млрд. лет. Удалена на 193.8 ± 0.5 пк.
TOI 5786 входит в состав широкой пары: на расстоянии 1.03 ± 0.01′′ найден звездный компаньон спектрального класса M5 V (199.6 ± 2.1 а.е. в проекции на небесную сферу).
У звезды TOI 5786 обнаружено два транзитных кандидата, легкий газовый гигант b и нептун c.
Масса TOI 5786 b – 73 ± 9 масс Земли (0.23 ± 0.03 масс Юпитера), радиус – 8.54 ± 0.13 радиусов Земли (0.76 ± 0.01 радиусов Юпитера), средняя плотность 0.64 ± 0.08 г/куб.см, орбитальный период 12.77911 ± 0.00002 суток. Планета вращается на расстоянии 18 звездных радиусов (0.114 ± 0.007 а.е.), эффективная температура 1040 ± 40 К.
Внутренний нептун TOI 5786 c пока остается в статусе кандидата, его масса пока не измерена. Орбитальный период 6.99841 ± 0.00002 суток, расстояние между планетой и звездой 12.1 звездных радиусов (0.077 ± 0.004 а.е.), радиус 3.83 ± 0.16 радиусов Земли, масса не превышает 36 масс Земли, эффективная температура 1260 ± 40 К.
Чтобы измерить массу внутренней планеты, нужны спектрографы, более точные, чем SOPHIE и MaHPS. Ожидаемая амплитуда колебаний лучевой скорости звезды под влиянием планеты c близка к 3 м/с – величина, вполне доступная для HARPS-N, например.

[vika vorobyeva]

Представлены еще четыре горячих юпитера у ярких F-звезд TOI-1295, TOI-2580, TOI-6016 и TOI-6130: https://arxiv.org/pdf/2501.04383

TOI-1295 b: масса 1.42 ± 0.08 M_J, радиус 1.40 ± 0.08 R_J, орбитальный период 3.197 суток, эффективная температура 2360 ± 50 К.

TOI-2580 b: масса 0.63 ± 0.08 M_J, радиус 1.55 ± 0.05 R_J, орбитальный период 3.398 суток, эффективная температура 2410 ± 60 К.

TOI-6016 b: масса 1.17 ± 0.09 M_J, радиус 1.22 ± 0.03 R_J, орбитальный период 4.024 суток, эффективная температура 1890 ± 40 К.

TOI-6130 b: масса 1.05 ± 0.06 M_J, радиус 1.28 ± 0.03 R_J, орбитальный период 2.393 суток, эффективная температура 1750 ± 40 К.

Все планеты находятся на близких к круговым орбитах и демонстрируют ту или иную степень раздутости.

[Foma]

arXiv:2501.05431: A Disintegrating Rocky Planet with Prominent Comet-like Tails Around a Bright Star

У BD+05 4868 - яркой (V=10.16) и близкой (44 пк) двойной системы из К- и М-карлика в ~200 а.е. друг от друга - обнаружена небольшая, интенсивно разрушающаяся каменистая планета. Она находится возле более яркой звезды на орбите с P=1.271869 дня, a=0.0208 а.е., ее масса не превышает 6.2 M_⊕, размер меньше Земли, а равновесная температура T_eq~1820 К. Испаренное вещество планеты образует кометоподобные хвосты, проявляющихся в кривой блеска в виде довольно глубоких (~1-2%) транзитов асимметричной формы.


Кривая блеска

В отличие от трех ранее известных испаряющихся планет (K2-22b, Kepler-1520b, KOI-2700b) эта дает гораздо более глубокий транзит, причем на редкость стабильной формы. Его даже отыскали в архивной фотометрии проекта ASAS-SN - и 10 лет назад он был таким же, как и сейчас. Глубина транзита в оптике и ближнем ИК одинакова, что говорит о довольно большом размере частиц, 1...10 мкм.


Численное моделирование

Хорошо промеренная форма транзита позволила построить модель хвостов разрушения. Вещество покидает сферу Хилла с горячей стороны планеты, конденсируется в частицы и затем в зависимости от параметра β=F_rad/F_grav разделяется на два потока. Частицы с большим β сдувает излучением на внешнюю орбиту, они отстают от планеты и образуют основной задний хвост. Частицы с малым β переходят на внутреннюю орбиту и образуют небольшой передний хвост. Потом все они так или иначе испаряются, но за счет большого времени сублимации на орбите планеты возникает почти замкнутое кольцо пыли. Общая потеря массы составляет 2·10¹² г/с или ~10 M_⊕ за млрд лет. Текущая масса планеты оценивается порядка массы Луны, радиус ~2000 км, а жить ей, по мнению авторов, осталось всего 2 млн лет. И пока есть время, они призывают получить ИК-спектры транзитов на JWST, что позволит впервые определить химический состав каменистой планеты у другой звезды.

[Dayan]

Вчера в Архиве вышла статья об открытии катастрофически-распадающейся скалистой планеты, на этот раз в данных TESS.
A Disintegrating Rocky Planet with Prominent Comet-like Tails Around a Bright Star

BD+05 4868 (HIP 107587) наблюдалась TESS в 55 и 82 секторах. На кривой блеска есть транзитное событие несимметричной формы, повторяющееся каждые ~ 30.5 ч, и имеющее переменную глубину в пределах 0.8–2.0%.

BD+05 4868 является физически двойной звездой. Главный компонент A спектрального класса K5V, блеск в диапазоне V = 10.16^m. Он имеет массу ~ 0.70 M⊙, радиус ~ 0.69 R⊙, Teff ≈ 4596 K, светимость ~ 0.192 солнечной. Металличность составляет ~ 0.89 солнечной. Возраст 11.1 ^+1.7_−3.0 млрд лет. Расстояние до звезды 43.67 ± 0.03 пк (или около 142.4 светового года).
Звёздный компаньон B спектрального класса M имеет светимость ~ 0.023 солнечной, и находится на спроецированном расстоянии ~ 132 а.е.

Катастрофически-испаряющаяся планета b обращается вокруг главной звезды A по орбите с периодом 1.2719 суток и большой полуосью ~ 0.0208 а.е. Вероятно имеет массу, близкую к массе Луны. Равновесная температура оценивается в 1820 ± 45 K. Маленькая масса и близость к родительской звезде приводят к формированию облака и двух кометоподобных хвостов (один лидирующий хвост, вытянутый по направлению орбитального движения планеты, второй отстающий), состоящих из силикатной пыли. Моделирование показывает, что размеры пылевых гранул составляют около 1–10 мкм, а скорость испарения – около 10 M⊕ за 1 млрд лет! Это означает, что планета будет полностью разрушена в течение лишь нескольких ближайших миллионов лет.

В отличие от других подобных систем с распадающимися планетами (Kepler-1520, KOI-2700, K2-22), обнаруженных ранее в данных телескопа Кеплер, BD+05 4868 является значительно более близкой (и, следовательно, более яркой) системой, что делает её лучшей на данный момент целью для изучения минерального состава скалистых планет.

Упс. Пока набирал, уже опубликовали. Ну пусть будет небольшим дополнением.

Update. Учитывая древний возраст системы, очень удивительно, что мы наблюдаем BD+05 4868 Ab буквально в последние "мгновения" её жизни (по астрономическим меркам, конечно). Начальная масса испаряющейся планеты, вероятно, превышала массу Меркурия, но катастрофический распад по нарастающей происходит последние несколько млрд лет, после того, как масса планеты стала ниже некоторого порогового значения. С другой стороны, двойственность родительской звезды тоже могла сыграть значительную роль в судьбе BD+05 4868 Ab – её орбита могла измениться из-за резонанса Лидова – Козаи со вторым компаньоном системы.

[Goodricke]

Астрономы обнаружили новую затменную двойную систему

NGTS-EB-7 AB: новая затменная система с эксцентричной орбитой и маломассивными звездами

Международная команда астрономов обнаружила новую затменную двойную систему NGTS-EB-7 AB, расположенную на расстоянии 1500 световых лет от Земли.

https://dzen.ru/a/Z4gOdAYSLyYMGLFN
https://arxiv.org/abs/2501.04523
https://academic.oup.com/mnras/article/537/1/35/7929888

[Dayan]

В Архиве вышла статья об открытии двух транзитных мининептунов у звезды – субгиганта HD 23074.
A Pair of Dynamically Interacting Sub-Neptunes Around TOI-6054

TOI-6054 (HD 23074) находится на северном небе (созвездие Жирафа), наблюдалась TESS на 19 и 59 секторах. Два транзитных кандидата подтверждены методом лучевых скоростей с помощью спектрографа NEID на 3.5-м телескопе WIYN Национальной обсерватории Китт-Пик (штат Аризона).

TOI-6054 является звездой спектрального класса F IV, блеск в диапазоне V = 8.01^m. Она имеет массу ~ 1.107 M⊙, радиус ~ 1.662 R⊙, Teff ≈ 6047 K, светимость ~ 3.33 солнечной. Металличность составляет ~ 0.85 солнечной. Возраст оценивается в 6.0 ± 1.1 млрд лет.
Расстояние до системы 78.73 ± 0.12 пк (или около 256.8 светового года).

Планеты:
b обращается по орбите с периодом 7.5014 суток и большой полуосью ~ 0.0763 а.е. (e ~ 0.163). Её радиус составляет 2.65 ± 0.15 R⊕, что при массе 12.4 ^+1.7_–1.6 M⊕ даёт среднюю плотность ~ 3.65 г/см³. Инсоляция на планете превышает земную в ~ 571 раз. В предположении нулевого альбедо равновесная температура оценивается в 1360 ⁺³⁵_–31 K.
c обращается по орбите с периодом 12.5636 суток и большой полуосью ~ 0.1077 а.е. (e ~ 0.331). Её радиус составляет 2.81 ^+0.18_–0.17 R⊕, что при массе 9.2 ± 0.2 M⊕ даёт среднюю плотность ~ 2.27 г/см³. Инсоляция на планете превышает земную в ~ 286 раз. Равновесная температура 1144 ⁺²⁹_–26 K.

Эти две планеты находятся во взаимном орбитальном резонансе 5:3, что приводит к заметному отклонению времени наступления их транзитов (у планеты b амплитуда TTV-колебаний больше часа).
В случае, если обе планеты имеют воду в своём составе (и почти отсутствуют водород-гелий), то её массовая доля у планеты b, вероятно, составляет 37%, а у c – 60%. Если же воды немного, то массовая доля водорода-гелия у планеты b может составлять 1.39%, у c – 2.52%.

HD 23074 находится на стадии ухода с главной последовательности (субгиганта), и по сравнению с фазой начала главной последовательности её светимость увеличилась более чем вдвое. В течение ближайших ~ 500 млн лет звезда начнёт превращаться в красный гигант.

[vika vorobyeva]

Представлены два мини-нептуна у красного карлика TOI-904: https://arxiv.org/pdf/2310.15118

Особенно интересна внешняя планета с эффективной температурой 217 ± 9 К (температурный режим Марса).
TOI-904 находится на расстоянии 46.09 ± 0.04 пк. Масса звезды 0.56 ± 0.03 солнечных масс, радиус 0.53 ± 0.02 солнечных радиусов, светимость в 19.6 раз меньше солнечной. Возраст, оцененный разными методами, составляет 1.5 ± 0.2 или 0.8 ± 0.1 млрд. лет, т.е. звезда довольно молода.
TESS наблюдала TOI-904 на 12-13, 27, 38-39 и 61 секторах. Кривая блеска продемонстрировала два транзитных сигнала с периодами 10.8772 ± 0.0003 и 83.9997 ± 0.0007 суток и глубиной, соответствующей планетам радиусами 2.43 ± 0.16 и 2.17 ± 0.13 радиусов Земли, соответственно.
Система прошла валидацию. Массы планет толком не измерялись – было получено только 5 измерений на спектрографе CORALIE. Разброс лучевых скоростей составил 15 м/с, что исключает звездных компаньонов и коричневые карлики. Верхние пределы на массы планет – 174 и 244 масс Земли для планет b и c, соответственно. Реальные массы должны быть гораздо меньше – 3.3-13 масс Земли для планеты b (в зависимости от состава) и 2.6-10.4 масс Земли для планеты c. Ожидаемые амплитуды колебаний лучевой скорости (1.4-5.8 м/с и 1.1-4.6 м/с) доступны спектрографу ESPRESSO.
Система интересна как холодным транзитным мини-нептуном, так и перспективой обнаружить дополнительные планеты в широком зазоре между планетами b и c.

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве представлена планета размерного класса нептунов у очень молодой звезды TIC 88785435, являющейся членом OB ассоциации Скорпион-Центавр: https://arxiv.org/pdf/2502.00576
Звезда еще не села на главную последовательность и продолжает сжиматься, ее возраст оценивается в 16 ± 1.6 млн. лет. Система удалена от нас на 122.08 ± 0.25 пк.
Радиус TIC 88785435 b – 5.03 ± 0.21 радиусов Земли, орбитальный период 10.50884 ± 0.00004 суток, большая полуось орбиты 0.0843 ± 0.0007 а.е. (19.9 звездных радиусов), эксцентриситет 0.13 ± 0.06, эффективная температура 635 ± 16 К.
Авторы отмечают, что система TIC 88785435 будет идеальной лабораторией по изучению очень молодых планет, которые, по всей видимости, рождаются рыхлыми и раздутыми, а потом постепенно сжимаются, теряя атмосферу или ее часть.