TESS - космический телескоп для поиска экзопланет

[vika vorobyeva]

Представлен мини-нептун TOI-283 b на 17.6-дневной орбите: https://arxiv.org/pdf/2510.15084

Транзитный кандидат был обнаружен TESS и подтвержден методом лучевых скоростей с помощью спектрографа ESPRESSO.

TOI-283 – ранний оранжевый карлик, удаленный на 82.43 ± 0.07 пк. Его масса – 0.80 ± 0.01 солнечных масс, радиус 0.85 ± 0.03 солнечных радиусов, светимость 0.46 ± 0.02 солнечных светимостей. Возраст звезды достигает 10.4 ± 3.3 млрд. лет! При этом содержание тяжелых элементов лишь немного меньше солнечного.
При радиусе 2.34 ± 0.09 радиусов Земли масса мини-нептуна TOI-283 b составляет 6.5 ± 2.0 масс Земли, что соответствует средней плотности 2.81 ± 0.93 г/куб.см. Планета вращается по близкой к круговой орбите на среднем расстоянии 0.123 ± 0.004 а.е. и делает один оборот за 17.61745 ± 0.00002 суток, ее эффективная температура – 661 ± 9 К.

Планета находится в области вырождения решений по химическому составу и может быть как мини-нептуном в водородной атмосферой, так и водным миром (супер-Ганимедом).

Яркость и низкая активность родительской звезды делает TOI-283 b хорошей целью для трансмиссионной спектроскопии.

[vika vorobyeva]

Незаметно прошло еще одно открытие – двух планет у красного карлика TOI-756: https://arxiv.org/pdf/2510.14927

Статья появилась в Архиве 17 октября. Внутренняя планета системы обнаружена TESS и подтверждена методом лучевых скоростей, внешняя найдена в процессе измерения массы внутренней. Обычное дело.

TOI-756 – красный карлик спектрального класса M1V, удаленный на 86.5 ^+1.2/_-0.2 пк. Масса 0.505 ± 0.02 солнечных масс, радиус 0.505 ± 0.015 солнечных радиусов, светимость 0.041 ± 0.004 солнечных. Содержание тяжелых элементов повышенное – их в 1.6 раза больше, чем в составе Солнца. Возраст определен плохо – как 3.2 ^+5.5/_-2.3 млрд. лет.
Звезда входит в состав широкой пары. На расстоянии 11.09 угловых секунд (955 а.е. в проекции на небесную сферу) расположен звездный компаньон спектрального класса M3-M4.
TOI-756 попала на 10-11, 37 и 64 сектора TESS. Кривая блеска продемонстрировала транзитный сигнал с периодом 1.23925 суток и глубиной, соответствующей планете с радиусом 2.81 ± 0.10 радиусов Земли. Чтобы измерить массу кандидата, авторы измеряли лучевую скорость звезды с помощью спектрографов NIRPS и HARPS.
В рисунке измерения лучевой скорости доминирует совсем другой сигнал с периодом 149.6 суток. Удалив его из данных, авторы выявили слабый RV-сигнал, наводимый транзитной планетой. Масса TOI-756 b оказалась равной 9.8 ± 1.8 масс Земли, что соответствует средней плотности 2.42 ^+0.53/_-0.45 г/куб.см. Планета вращается по близкой к круговой орбите на расстоянии 0.0180 ± 0.0002 а.е., ее эффективная температура достигает 934 ± 24 К. В общем, горячий мини-нептун.
Более заметный RV-сигнал вызван газовым гигантом TOI-756 c с минимальной массой 4.05 ± 0.11 масс Юпитера. Этот массивный газовый гигант вращается по эксцентричной орбите с большой полуосью 0.439 ± 0.005 а.е. и эксцентриситетом 0.445 ± 0.008, усредненная по периоду эффективная температура составляет 194 ± 5 К. Расстояние между перицентром и апоцентром меняется от 0.244 а.е. до 0.634 а.е., а температурный режим – от промежуточного между температурными режимами Земли и Марса до температурного режима внешней части пояса астероидов.
Помимо всего вышеперечисленного, лучевая скорость TOI-756 демонстрирует дополнительный линейный дрейф в 144.6±5.8 м/с в год. Это говорит о наличии еще одной планеты или коричневого карлика на широкой орбите (звезды, более ранние, чем M5V, исключены наблюдениями с высоким угловым разрешением). Известный компаньон за этот дрейф отвечать не может, он для этого слишком далеко.
Авторы надеются на очередной релиз данных "Гайи", может, удастся ограничить параметры неизвестного тела и TOI-756 c с помощью астрометрии.

[vika vorobyeva]

Существенно уточнены массы планет в 3-планетной системе TOI-282 (HD 28109): https://arxiv.org/pdf/2511.05147

Ранее массы были определены на основе 8 измерений лучевой скорости HD 28109 на ESPRESSO и 7 на HARPS, а также с помощью тайминга транзитов, поскольку две внешние планеты близки к орбитальному резонансу 3:2. Теперь авторы получили 37 измерений на HARPS и 44 на ESPRESSO. Звезда расположена недалеко от южного полюса эклиптики и наблюдалась на 37 секторах, что позволило объединить тайминг транзитов и метод лучевых скоростей.
Что получилось.
Масса HD 28109 b оценивается теперь в 6.2 ± 1.6 масс Земли (было 18.5 ^+9.1/_-7.6 масс Земли). При радиусе 2.69 ± 0.23 радиусов Земли это приводит к средней плотности 1.8 ± 0.7 г/куб.см. Орбитальный период 22.89105 ± 0.00009 суток, эффективная температура 867 ± 16 К.
Масса HD 28109 c оценивается в 9.2 ± 2.0 масс Земли (было 7.9 ^+4.2/_-3.0 масс Земли). Радиус планеты c 4.13 ± 0.16 радиусов Земли, средняя плотность 0.7 ± 0.2 г/куб.см, орбитальный период 55.9971 ± 0.0004 суток, эффективная температура 643 ± 12 К.
Масса HD 28109 d оценивается в 5.8 ± 1.1 масс Земли (было 5.7 ^+2.7/_-2.1 масс Земли). В отличии от обеих внутренних планет, масса внешней определена с помощью фотодинамического анализа. Радиус 3.11 ± 0.15 радиусов Земли, средняя плотность 1.1 ^+0.3/_-0.2 г/куб.см, орбитальный период 84.290 ± 0.002 суток, эффективная температура 561 ± 11 К.
Родительская звезда – яркая звезда спектрального класса F8V со светимостью 2.7 солнечных, удаленная на 140.1 ± 0.2 пк.

Внутренняя планета попадает в область вырожденных решений. Она может быть железокаменной с 1% водородной атмосферы, а может состоять наполовину из горных пород и наполовину из воды. Две внешние – явные нептуны с водородными атмосферами.

[vika vorobyeva]

Представлен мини-нептун и еще две не транзитные планеты у солнцеподобной звезды HD 85426 (TOI-1774): https://arxiv.org/pdf/2511.08473

Транзитная планета b была обнаружена TESS, для уточнения параметров ее также наблюдал ChEOPS. Массу измерили методом лучевых скоростей, в процессе измерения массы обнаружили еще две планеты. По совокупности полученных данных система выглядит так.

HD 85426 – солнцеподобная звезда, удаленная на 53.85 ± 0.06 пк. Масса 0.99 ± 0.03 солнечных масс, радиус 1.130 ± 0.007 солнечных радиусов, светимость на четверть больше солнечной. Возраст оценивается в 7.4 ± 1.1 млрд. лет, содержание тяжелых элементов близко к солнечному.
Звезда попала на 21 и 48 сектора TESS. Было зафиксировано два транзитных события, оба на 21 секторе. В ожидаемое время транзита на 48 секторе случилась пауза в получении фотометрии, так что параметры планеты пришлось уточнять с помощью ChEOPS – 4 апреля 2022 года, 13 и 30 января 2023 года и 21 марта 2023 года.

Внутренняя планета b: орбитальный период 16.70988 ± 0.00002 суток, масса 8.5 ± 1.4 масс Земли, радиус 2.78 ± 0.05 радиусов Земли, эффективная температура 824 ± 11 К. Вращается по близкой к круговой орбите (e = 0.05 ^+0.07/_-0.03) на среднем расстоянии 24.3 ± 0.4 звездных радиусов.
Средняя планета c: орбитальный период 35.73 ± 0.1 суток, минимальная масса 10.3 ± 1.6 масс Земли, эффективная температура 640 ± 9 К. Орбита также близка к круговой, e = 0.06 ^+0.07/_-0.04. вращается на среднем расстоянии 40.3 ± 0.7 звездных радиусов.
Внешнюю планету d осторожно называют кандидатом. Орбитальный период 89 ± 1 суток, минимальная масса 9.5 ± 2.4 масс Земли, эффективная температура 472 ± 12 К. Вращается на среднем расстоянии 74 ± 3 звездных радиусов, эксцентриситет определен плохо.

Внутренняя планета – типичный мини-нептун с вырождением решений на химический состав. Может быть описан как железокаменное ядро с 2% водородной атмосферы или как супер-Ганимед с 70-80% воды, в реальности, видимо, представляет собой нечто среднее. Радиусы остальных планет неизвестны. Судя по динамической холодности системы, можно надеяться на малые взаимные наклонения орбит планет и то, что их реальные массы мало отличаются от минимальных.

HD 85426 b будет хорошей целью для JWST, ее метрика трансмиссионного спектра оценивается в 82-115 для разных предположений о составе атмосферы.

[Dayan]

Также на днях в MNRAS вышла статья об открытии двух транзитных планет в системах оранжевых карликов TOI-1472 и TOI-1648.
Precise mass and radius determination for two new and one known Neptune-sized planets around G Dwarf hosts

Транзитный нептун TOI–1472 b был представлен в мае 2024 года (в статье). В новой статье у TOI-1472 обнаружена вторая транзитная планета TOI-1472 c – компактный супернептун, и уточнены параметры известной планеты b (её новые масса и радиус хорошо согласуются со значениями в предыдущем исследовании). Также обнаружен мининептун у TOI-1648.

Обе звезды находятся на северном небе (в созвездии Кассиопеи). TOI-1472 наблюдалась TESS на 17, 57, 58, 84 и 85 секторах, а TOI-1648 – на 18, 19, 25, 52, 59, 79, 86 секторах. Чтобы измерить массы планет для TOI-1472 авторы получили 52 спектра с помощью HARPS-N и 22 значения RV с HIRES из предыдущего исследования, а для TOI-1648 – 53 спектра на HARPS-N.

TOI-1472 – звезда спектрального класса K V (судя по параметрам, хотя в статье пишут G-карлик), блеск в диапазоне V ≈ 11.30^m. Она имеет массу ~ 0.87 M⊙, радиус ~ 0.83 R⊙, Teff ≈ 5100 K, светимость ~ 0.423 солнечной. Металличность составляет ~ 1.86 солнечной, осевой период вращения 37 ± 2 суток. Возраст оценивается в 3.1 ± 0.4 млрд лет. Принадлежит тонкому диску Галактики.
Расстояние до системы около 121.31 пк (или ~ 395.7 светового года).

Планеты:
b обращается по почти круговой орбите с периодом 6.3634 суток и большой полуосью ~ 0.064 а.е. (e ≈ 0.041). При радиусе 4.058 ± 0.098 R⊕ её масса составляет 18.05 ^+0.84_−0.85 M⊕, что соответствует средней плотности 1.49 ± 0.13 г/см³. Инсоляция на планете (не указана, но можно найти) превышает инсоляцию на Земле в ~ 103 раза. Равновесная температура при эффективном теплопереносе и нулевом альбедо 891 ± 20 K.
c обращается по эллиптической орбите с периодом 15.5382 суток и большой полуосью ~ 0.116 а.е. (e ≈ 0.172). При радиусе 3.334 ± 0.080 R⊕ её масса составляет аж 21.13 ^+0.96_−0.99 M⊕, что соответствует средней плотности 3.14 ± 0.27 г/см³. Инсоляция на планете превышает инсоляцию на Земле в ~ 31 раз. Равновесная температура 662 ± 13 K.

TOI-1648 – звезда спектрального класса K V, блеск в диапазоне V ≈ 10.43^m. Она имеет массу ~ 0.83 M⊙, радиус ~ 0.83 R⊙, Teff ≈ 4850 K, светимость ~ 0.342 солнечной. Металличность составляет ~ 1.58 солнечной, осевой период вращения 45 ± 2 суток. Возраст оценивается в 5.7 ± 0.4 млрд лет. Принадлежит тонкому диску Галактики.
Расстояние до системы около 69.67 пк (или ~ 227.2 светового года).

Планета b обращается по эллиптической орбите с периодом 7.3316 суток и большой полуосью ~ 0.0694 а.е. (e ~ 0.178). При радиусе 2.54 ^+0.14_−0.12 R⊕ её масса составляет 7.4 ^+1.1_−1.3 M⊕, что соответствует средней плотности 2.49 ± 0.60 г/см³. Инсоляция на планете превышает инсоляцию на Земле в ~ 71 раз. Равновесная температура 799 ± 16 K.


TOI-1648 b представляет собой типичный мининептун. На диаграмме "Масса – Радиус" планета лежит почти точно на линии 100% воды. Вероятнее всего она не может на 100% состоять из воды, значит в составе присутствуют водород и гелий, а также тяжёлые элементы. Заметный эксцентриситет орбиты может вызываться и/или поддерживаться другими, пока ещё не открытыми массивными планетами в системе.

Если TOI-1472 b является типичным нептуном, и всё ещё содержит много водорода и гелия, то TOI-1472 c выделяется своей большой массой и компактным размером, подразумевающими не столь мощную оболочку из летучих веществ, а также заметным эксцентриситетом орбиты. Причём, что удивительно, планета c обращается на внешней по отношению к планете b орбите. Орбиты обеих планет не резонансны. Такая конфигурация наводит авторов на мысль о том, что в процессе дисковой миграции TOI-1472 c пережила одно или несколько гигантских столкновений, лишивших планету большого количества водорода и гелия, и возбудивших заметный эксцентриситет.

Положение трёх планет на диаграмме "Масса – Радиус" из статьи представлено на прикреплённой картинке.
К сожалению, имея метрики трансмиссионной спектроскопии 59.1, 23.2 и 58.9 для TOI-1472 b, c и TOI-1648 b соответственно, эти планеты не являются хорошими целями для исследования их атмосферы с помощью JWST.

[Dayan]

В Архиве вышла статья об открытии второй транзитной планеты в системе солнцеподобной звезды TOI-1422.
A 34.6-day transiting sub-Neptune in the TOI-1422 planetary system

Транзитный нептун TOI-1422 b с орбитальным периодом около 13 суток был представлен в июле 2022 года (в этой статье). Тогда же на основе остаточных колебаний лучевых скоростей авторами был сделан вывод о присутствии в системе ещё одной планеты с орбитальным периодом 29.3 ± 0.2 суток. Кроме того, в фотометрии TESS зарегистрировано единичное транзитоподобное событие, не относящееся к TOI-1422 b, но было неясно, принадлежат ли эти два сигнала одному и тому же объекту.
Звезда наблюдалась TESS на 16, 17 (эти данные использовались и в старой статье), 57 и 84 секторах. В новой статье авторы заново исследовали кривые блеска TOI-1422, в том числе из более поздних наблюдений TESS. Обнаружено два дополнительных транзита внешней планеты: её орбитальный период пересмотрен в большую сторону – он составляет около 34.6 суток. К 112 спектрам с HARPS-N, по которым в старой статье определяли массу планет, было добавлено ещё 9 новых всё с того же инструмента.

Нынче система выглядит так.

Параметры звезды не пересматривались, но заново приведу их здесь.
TOI-1422 – звезда спектрального класса G2 V, блеск в диапазоне V ≈ 10.62^m, находится в созвездии Андромеды. Она имеет массу ~ 0.981 M⊙, радиус ~ 1.019 R⊙, Teff ≈ 5840 K, светимость 1.116 ± 0.037 солнечной. Металличность составляет ~ 0.81 солнечной. Возраст оценивается в 5.1 ^+3.9_–3.1 млрд лет.
Расстояние до системы ~ 154.56 пк (или около 504 световых года).

Планеты:
b обращается по орбите с периодом 12.9989 суток и большой полуосью ~ 0.107 а.е. (e < 0.20). При радиусе 3.83 ± 0.11 R⊕ её масса составляет 9.5 ^+2.0_–1.9 M⊕, что соответствует средней плотности 0.93 ^+0.21_–0.20 г/см³. Инсоляция на планете (не указана, но можно найти) превышает инсоляцию на Земле в ~ 97 раз. Равновесная температура при равномерном распределении тепла и нулевом альбедо 870 ± 14 K.
c обращается по орбите с периодом 34.5633 суток и большой полуосью ~ 0.205 а.е. (e < 0.20). При радиусе 2.61 ± 0.14 R⊕ её масса составляет 14 ± 3 M⊕, что соответствует средней плотности 4.3 ^+1.3_–1.0 г/см³. Инсоляция на планете превышает инсоляцию на Земле в ~ 27 раз. Равновесная температура 628 ± 10 K.

Авторы обнаружили значительные вариации времени наступления транзитов внутренней планеты b (с амплитудой более 5 часов), но объяснить их присутствием только планеты c невозможно. Вероятно, в системе существует ещё одна, пока не открытая третья планета, расположенная на орбите между b и c. Если это так, то наилучшему решению трёхпланетной модели будет отвечать масса ~ 2.9 M⊕ и орбитальный период около 21.7 суток. Обнаружение этого кандидата потребует высокой точности фотометрии и RV.
Есть ещё долгопериодический тренд лучевых скоростей (больше 1700 суток), который авторы связывают со звёздной активностью.

Как можно видеть по параметрам обеих подтверждённых планет, здесь, как и в системе TOI-1472 (о которой я рассказывал в посте выше), внешний компактный нептун имеет значительно более высокую среднюю плотность, чем внутренний обычный нептун, хотя получает меньше световой энергии от звезды. Это опять же может объясняться гигантскими столкновениями TOI-1422 c в процессе её миграции при формировании системы.

[vika vorobyeva]

Также представлена планета у очень молодой звезды TOI-6448, чей возраст оценивается в 34 ± 4 млн. лет: https://arxiv.org/pdf/2511.10734

TOI-6448 – молодая солнцеподобная звезда массой 1.03 ± 0.05 солнечных масс, радиусом 0.90 ± 0.07 солнечных радиусов и светимостью 0.91 ± 0.07 солнечных светимостей. Она очень быстро вращается (один оборот за 2.41 ± 0.04 суток) и проявляет активность сообразно возрасту. Система удалена от нас на 379 ± 2 пк.
Звезда попала на 33-34 и 87 сектора TESS. Обнаружен транзитный сигнал с периодом 14.84426 ± 0.00003 суток и глубиной, соответствующей планете радиусом 0.76 ± 0.07 радиусов Юпитера. Большая полуось орбиты 0.131 ± 0.014 а.е., эксцентриситет орбиты 0.20 ^+0.26/_-0.12. Эффективная температура, в предположении нулевого альбедо – 745 ± 31 К.
Планета прошла валидацию, масса неизвестна. Скорее всего, планета – раздутый нептун в процессе истечения атмосферы, который с течением времени станет гораздо компактнее, его масса может быть совсем невелика.

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве представляют горячий нептун из пустыни горячих нептунов TOI-333 b: https://arxiv.org/pdf/2511.13832

Планета вращается вокруг молодой и яркой F7-звезды. удаленной от нас на 347 ± 8 пк. Масса звезды 1.2 ± 0.1 солнечных масс, радиус 1.10 ± 0.03 солнечных радиусов, светимость примерно на 65% больше солнечной. Возраст не превышает 1 млрд. лет (в спектре есть линии лития).
При радиусе 4.26 ± 0.11 радиусов Земли масса TOI-333 b достигает 20.1 ± 2.4 масс Земли, что соответствует средней плотности 1.42 ± 0.21 г/куб.см. Планета вращается по круговой орбите на расстоянии 0.049 ± 0.001 а.е. (~9.26 звездных радиусов) и делает один оборот за 3.78525 суток, ее эффективная температура – 1445 ± 18 К.
На диаграмме "Масса – Радиус" TOI-333 b лежит выше линии воды, а значит, она гарантированно окружена водородно-гелиевой атмосферой массой 8.5 ^+10.9/_-8.3% в зависимости от состава ядра.

[vika vorobyeva]

Представлена трехпланетная система TIC 118798035, включающая два газовых гиганта и раздутый нептун

Система получила наименование TOI-7510: https://arxiv.org/pdf/2511.20074

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве представили планетную систему TOI-6041: https://arxiv.org/pdf/2512.01911

На мой взгляд, несколько поторопились. Но, возможно, отчеты по грантам писать надо

Короче, яркая солнцеподобная G7-звезда TOI-6041 попала на 18, 58 и 85 сектора TESS. На 18 секторе прорисовалось единственное транзитное событие, глубина которого соответствовала планете радиусом 4.55 ± 0.18 радиусов Земли. Потом событие той же глубины и продолжительности нашли в фотометрии 58 сектора. Между этими двумя событиями – 1094 суток, большую часть которых система не наблюдалась. Соответственно, возможен целый спектр орбитальных периодов нептуна TOI-6041 b, от 20.26 до 1094.06 суток.
В подходящие моменты звезду 9 раз наблюдал ChEOPS. По итогу из всех возможных периодов был выявлен истинный – 26.0495 ± 0.0003 суток. Периоду соответствует большая полуось орбиты 0.165 ± 0.003 а.е. и эффективная температура 606 ± 8 К.
Дальше стали измерять массу. Получили 102 измерения лучевой скорости TOI-6041 с помощью спектрографа Levy на APF, и 4 – с помощью SOPHIE. В итоге колебаний, соответствующих периоду 26.05 суток, достоверно не зафиксировали, формальное значение массы TOI-6041 b составило 10.8 ± 6.4 масс Земли (или верхний предел 28.9 масс Земли).
Зато нашли RV-сигнал с периодом 88.0 ± 1.6 суток, не сопровождающийся никакими признаками звездной активности. Минимальная масса TOI-6041 c – 78 ± 9 масс Земли (0.245 ± 0.03 масс Юпитера), большая полуось орбиты 0.372 ± 0.007 а.е., эффективная температура 404 ± 6 К.
Пока ловили транзиты планеты b с помощью ChEOPS, обнаружили, что они отклоняются от линейных эфемерид с максимальным отклонением в 41 минуту. Возможно, эти TTV объясняются влиянием планеты c (и в этом случае эксцентриситет ее орбиты должен быть близок к 0.3), а возможно, что и нет. Периодограмма измерений лучевой скорости показывает слабый 11-суточный сигнал – возможно, там есть еще одна планета, но амплитуда этого сигнала всего 0.5 м/с, так что авторы ни за что не ручаются.
Авторы проанализировали динамическую устойчивость системы и нашли ее устойчивой при наклонении орбиты TOI-6041 c от 20° до 160°. Это значит, что ее истинная масса не превышает 0.8 масс Юпитера.
В целом, систему еще наблюдать и наблюдать.