Открытия и исследования экзопланет

[vika vorobyeva]

Методом лучевых скоростей открыта планета-гигант у красного гиганта HD 29399:
https://arxiv.org/pdf/2201.01553.pdf

Звезда спектрального класса K1 III массой 1.15 ± 0.04 солнечных масс, радиусом 4.47 ± 0.02 солнечных радиусов и светимостью, в 10 раз превышающей солнечную. Поскольку она уже сошла с главной последовательности, ее возраст хорошо определен – 6.2 ± 0.5 млрд. лет. Система удалена от нас на 44.2 ± 0.1 пк, звезда на пределе видимости видна невооруженным глазом (звездная величина +5.79).

Лучевую скорость HD 29399 измеряли несколькими спектрографами, всего за 4811 суток сделали 61 замер.

В итоге нашли планету с проективной массой 1.57 ± 0.11 масс Юпитера и орбитальным периодом 893 ± 6 суток. Орбита близка к круговой. Большая полуось орбиты – 1.913 ± 0.008 а.е. Из-за высокой светимости звезды тепловой режим планеты является промежуточным между температурными режимами Меркурия и Венеры.
Также лучевая скорость звезды демонстрирует дополнительный линейный дрейф в 1.9 ± 0.6 м/с в год, что говорит о наличии в этой системе третьего небесного тела на широкой орбите.

[an 2]

 Новые  сведения об атмосфере ультарыхлой планеты
В статье
https://arxiv.org/abs/2201.02686
представлены результаты исследования трансмиссионного спектра маломассивной планеты с умеренной температурой у звезды  HIP 41378.

http://www.allplanets.ru/star.php?star=HIP%2041378

Планета HIP 41378 f относится к редкой разновидности  "воздушных планет", одной из пяти подобных планет, при радиусе  9,2 ± 0,1 земных она имеет массу 12 ± 3 массы Земли и среднюю плотность 0,09 ± 0,02 гр/см. куб.
Трансмиссионный спектр был получен  с использованием камеры WFC3 космического телескопа "Хаббл" . Глубина сигнала измерялась с точностью 84 частей на миллион в  30 спектрофотометрических каналах с одинаковой шириной 0,018 мкм.
В пределах этого уровня точности спектр не показывает признаков поглощения газообразными молекулярными структурами в диапазоне 1,1–1,7 микрон.

это позволяет исключить предположения  что планета имеет  прозрачную атмосферу с низким содержанием металлов и  что данные отдают предпочтение атмосфере с высоким содержанием металлов или моделям с дополнительным источником непрозрачности, таким как высотные туманы и/или околопланетные кольца.
 Предположение  о наличии   плотных колец, которые завышают истинный радиус планеты,  высказывалось ранее для объяснении её столь низкой плотности.
Дальнейшее исследование кривых блеска,  полученных в наблюдениях космического телескопа "Кеплер" K2 и HST,  позволит выбрать какие свойства возможных колец наиболее подходят для наблюдаемой кривой.
Кольца должны давать более глубокие транзиты  на длинах волн, где кольцо является оптически толстым.
Наиболее подходящей моделью для HIP 41378 f является   ураноподобная планета с радиусом ~ 3,7-3,9 R Земл. и  со средней плотностью  1,23 гр/ см.куб  и кольцо простирающееся от 1,05 до 2,59 радиуса планеты, с наклоном  под углом 25 град. к фронтальной плоскости наблюдения.
Из за близости планеты к своей звезде, ледяными они быть не могут и скорее состоят  из небольших пористых каменистых частиц.

В будущем  возможно использование для  различения туманных, кольцевых и высокометалличных объяснений свойств планеты,  более длиннволновый участок спектра,  который может наблюдать телескоп JWST.

 Планета HIP 41378 f интересна тем, что предоставляет редкую возможность исследовать состав атмосферы холодной планеты-гиганта, по массе и размерам находящейся в промежутке между  между сильно облученными горячими юпитерами, изучаемыми с помощью спектроскопии пропускания, молодыми, широкоорбитальными экзопланетами,  и массивными  планетами-гигантами или субзвездными  объектами, изучаемыми  с помощью прямых изображений, и более холодными, зрелыми  газовыми  гигантами Солнечной системы.

[an 2]

Гелий в атмосфере   GJ 1214b.

В 2009 году  у красного карлика GJ 1214 при наблюдении по программе MEarth был открыт транзитный мининептун.
http://www.allplanets.ru/star.php?star=GJ%201214
С тех пор эта планета наблюдалась много раз различными коллективами исследователей с общим выводом, никаких химических элеменов в атмосфере достоверно не было  обнаружено, установлено только, что планета укутана плотным облачным слоем.
В статье:
https://arxiv.org/abs/2201.11120
сообщается об предварительном открытии гелия в её ионосфере при наблюдении трансмиссионного спектра в триплете линий гелия.
Наблюдение проводилось с  помощью спектрографа высокого разрешения CARMENES
Это первое   обнаружение химического вещества в атмосфере этой эталонной планеты  мининептуна.
Достоверность обнаружения оценивается в  4,6 σ,  но повторяемость регистрации не может быть подтверждена из-за наличия только одного транзита.
Впрочем результат вскоре будет проверен,  наблюдение GJ 1214b запланировано для телескопа JWST.

[AlexOrex]

Пока не вижу этой новости ни здесь, ни на сайте Виктории: обнаружен кандидат в экзолуны Kepler-1708 b-i:
http://exoplanet.eu/catalog/kepler-1708_b-i/

Препринт: https://arxiv.org/abs/2201.04643

Экзопланета Kepler-1708 - газовый гигант массой до 4,6 масс Юпитера и радиусом 0,89 Юпитера, обращающийся по орбите радиусом 1,64 а. е. с периодом 737,1 суток вокруг F-звезды, в обитаемой зоне (!).
Вокруг нее, предположительно, обращается экзолуна Kepler-1708 b-i радиусом 2,6 земных и массой не более 0,116 Юпитера, радиус орбиты 0,05 а. е., период обращения около 4,6 суток. Достоверность открытия 4,8 сигма, возможность ложного сигнала оценивается в 1%.

Понятно, что это, скорее всего, супер-венера со сверхкритическим океаном или прохладный нептун, но всё равно круто, если последующими наблюдениями её не "закроют".

PS. А, ну да, в теме Кеплера было. Могу удалить пост, если нужно.

[LV46]

Это первое   обнаружение химического вещества в атмосфере этой эталонной планеты  мининептуна.

Я и без обнаружения могу сказать, что в атмосферах нептунов присутствует гелий. В чем важность сего открытия не очевидно.
Особенно подтверждать это на JWST.

[Goodricke]

Пока не вижу этой новости ни здесь, ни на сайте Виктории: обнаружен кандидат в экзолуны Kepler-1708 b-i:
http://exoplanet.eu/catalog/kepler-1708_b-i/

Препринт: https://arxiv.org/abs/2201.04643

Экзопланета Kepler-1708 - газовый гигант массой до 4,6 масс Юпитера и радиусом 0,89 Юпитера, обращающийся по орбите радиусом 1,64 а. е. с периодом 737,1 суток вокруг F-звезды, в обитаемой зоне (!).
Вокруг нее, предположительно, обращается экзолуна Kepler-1708 b-i радиусом 2,6 земных и массой не более 0,116 Юпитера, радиус орбиты 0,05 а. е., период обращения около 4,6 суток. Достоверность открытия 4,8 сигма, возможность ложного сигнала оценивается в 1%.

Понятно, что это, скорее всего, супер-венера со сверхкритическим океаном или прохладный нептун, но всё равно круто, если последующими наблюдениями её не "закроют".

Уже давно есть Ответ #4331 : 13 Янв 2022 и Ответ #4332 : 14 Янв 2022
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,51690.4320.html

[Андрей Астрофизический]

Я и без обнаружения могу сказать, что в атмосферах нептунов присутствует гелий.

Из точно таких же соображений, высказывались утверждения что Земля, очевидно, плоская, а на Солнце, очевидно, не может быть пятен.

Что и отличает такие соображения, от науки.

[LV46]

Что и отличает такие соображения, от науки.

В сотый раз подтверждать что Земля круглая - это уже не наука.

Как раз наука должна предсказать то, что в атмосферах всех или подавляющего большинства планет подобных Нептуну есть гелий.

[an 2]

Я и без обнаружения могу сказать, что в атмосферах нептунов присутствует гелий. В чем важность сего открытия не очевидно.
Особенно подтверждать это на JWST.

Для планеты массой 5 - 7 масс Земли и температурой в 400K наличие водорода/гелия не гарантировано.
И JWST будет не только подтверждать гелий в атмосфере.

[Olweg]

Даже не знаю, куда это запостить - сюда или в ВЖР. У белого карлика обнаружили что-то очень странное.

Астрономы обнаружили 65 равномерно расположенных объектов, вращающихся вокруг белого карлика в его обитаемой зоне, что может указывать на наличие планеты, удерживающей их своей гравитацией

https://www.newscientist.com/article/2307902-first-hints-of-a-planet-orbiting-in-a-white-dwarfs-habitable-zone/
https://academic.oup.com/mnras/article/511/2/1647/6524236?login=false

Вменяемых статей на русском пока нет, к сожалению.

[Peredron]

Вот вроде вменяемая статья по этой теме:
https://www.gazeta.ru/science/news/2022/02/11/17275375.shtml

...
Однако при наблюдениях белого карлика WD1054-226 астрономы обнаружили провалы в излучаемом им свете, соответствующие 65 равномерно расположенным на орбите облакам планетарного мусора, делающим оборот вокруг звезды за 25 часов. Исследователи пришли к выводу, что подобное расположение этих структур, затемняющих свет звезды каждые 23 минуты, предполагает, что их движение синхронизировано с движением невидимой планеты.

«Астрономы впервые обнаружили планетарное тело в обитаемой зоне белого карлика, — заявил ведущий автор статьи Джей Фарихи, профессор Университетского колледжа Лондона. — Изученные нами структуры размером с Луну скорее всего представляют собой скопления камней и пыли или какие-то кометоподобные тела, а не привычные планеты сферической формы. Строгая регулярность их движения остается загадкой, которую мы в настоящее время не можем однозначно разгадать.
...

[Olweg]

Спасибо. У них название карлика слитно, поэтому поиск и не нашёл.

[LV46]

Какой-нибудь пульсирующий белый карлик типа ZZ Кита или что-то в этом роде.
https://en.wikipedia.org/wiki/Pulsating_white_dwarf#DAV_stars
Но хайпу подымут конечно много.

[vika vorobyeva]

Прочитала статью, на которую дал ссылку Olweg.
Итак, перед нами белый карлик WD 1054–226 спектрального класса DAZ, т.е. с водородной атмосферой и загрязнением металлами. Масса БК 0.62 ± 0.05 солнечных масс, радиус 0.012 ± 0.001 солнечных радиусов (~1.31 радиусов Земли), эффективная температура 7910 ± 120 К.
Видимая звездная величина +16.
Фотометрию БК снимали на ULTRACAM, установленном на телескопе NTT в Ла Силья. Снимали сериями: несколько ночей подряд, потом большой перерыв, снова несколько ночей. Всего наблюдали 18 ночей (124.2 часа). Пытались воспользоваться фотометрией TESS, но для нее все-таки звезда слишком тусклая, и данные получились зашумленными. Еще наблюдали на ULTRASPEC, установленном на 2.4-метровом Тайском национальном телескопе. Фотометрию снимали в трех спектральных полосах одновременно – или UGR (синий-зеленый-красный), или GRI (зеленый-красный-инфракрасный).
Кривая блеска WD 1054–226 показывает на первый взгляд хаотическое изменение блеска в несколько процентов. Там нет транзитов как таковых. Но если сравнить кривые блеска, полученные в соседние ночи, рисунок колебаний повторяется с периодом 25.02 часов (что наглядно видно, если две кривые блеска положить друг под другом). Однако этот рисунок долго не держится и при наблюдениях через несколько месяцев становится не узнаваем.
Помимо основного периода в 25.02 часа авторы нашли, что картина (паттерн) потемнений складывается из отдельных колебаний с периодом 23.1 минуты разной амплитуды, который является точной 65-й гармоникой основного периода в 25.02 часов.
Транзиты "серые" (их глубина не зависит от спектральной полосы). "Спитцер" инфракрасного избытка, ожидаемого от горячей пыли, не увидел. Свидетельств наличия околозвездного газа тоже нет. В спектре БК есть линии металлов, причем аккреция должна идти прямо сейчас, потому что характерное время погружения этих металлов вглубь БК оценивается в несколько дней, максимум несколько недель.
Фотометрия TESS показывает возможное наличие транзитоподобных событий с периодами 11.47 часов, а данные ULTRACAM – 25.5 часов, которых авторы назвали "дрифтерами".
Авторы пришли к выводу, что БК затмевается обломочным кольцом, наблюдаемым с ребра, причем кольцо плотное, и чистый диск БК мы не видим никогда. В кольце наличествуют резонансные структуры, возможно, индуцируемые планетой, находящейся с внешней стороны кольца. Тут они ссылаются на волны плотности в кольцах Сатурна, вызываемые его спутниками. По 3-му закону Кеплера 25.02-часовый период соответствует орбите с радиусом 3.69 радиусов Солнца, где эффективная температура составляет 323 К (+50°С).
Дальше они обсуждают две гипотезы – кольцо обломков на круговой орбите и на резко эксцентричной (e ~ 0.7). В случае эксцентричного кольца обломки могли бы в перицентре входить в полость Роша БК и там разрушаться приливными силами. Разницу между этими двумя сценариями сможет увидеть JWST.
В целом авторы склоняются к тому, что рисунок затмений вызывается волнами плотности в обломочном кольце или диске. Необычные свойства затмений объясняются удачной транзитной конфигурацией, вероятность которой мала (~1%). В целом из совокупности известных БК, загрязненных металлами, 1-4 штуки как раз и должны находиться в такой конфигурации.
Массу возмущающего обломочный диск тела по одному сценарию оценили в 0.0055 масс Земли, по другому – в 0.66 масс Земли. В общем, тут еще есть над чем работать.

[Olweg]

Графики блеска, полученные на ULTRACAM за разные ночи. Приведены к одной фазе, равной периоду повторяемости паттерна - 25.02 часов.


Да, это, конечно, должна быть пыль, твёрдые тела такую неровную кривую не могут выдать. Но, с другой стороны - отсутствие ИК-избытка. В общем, хорошая цель для JWST.

[a_babich]

https://youtu.be/Y-mqtcBRoYk

Сергей Попов: Как открывают экзопланеты? Коллоквиум кафедры теорфиза МФТИ

[an 2]

 Новое об атмосфере горячего юпитера

https://arxiv.org/abs/2202.11803

В архиве выложен препринт в котором сообщается об обнаружении методом трансмиссионной спектроскопии химических радикалов в атмосфере горячего юпитера
HAT-P-1b и его пульсаций.
 HAT-P-1b

http://www.allplanets.ru/star.php?star=HAT-P-1

представляет собой гигантскую (R=1,2R юпит.) транзитную внесолнечную планету с низкой средней плотностью в визуально двойной системе, состоящей из двух солнцеподобных звезд. Этот горячий юпитер обращается вокруг одной из них,  ADS 16402 B, яркого желтого карлика  (V - 9,87)спектрального класса  G0V .
В атмосфере HAT-P-1b обнаружены оптическое излучение радикалов C2(газ дикарбонон) , Циан(газ CN),  и CH(газ метилидин).

Вдобавок обнаружена радиальная пульсация горячего Юпитера HAT-P-1b с периодом около 1900 сек.(31,7 минуты) определенная по вариациям интенсивности на каждой длине волны спектра.

[leon10010]

 

В сотый раз подтверждать что Земля круглая - это уже не наука.

С каких пор Земля круглая стала? 
 Круглое колесо у тачки. Она даже не шарообразная, а приближенная к  геоиду

[an 2]

Фазовые кривые теплового излучения экзопланеты K2-141 b, одной из планет системы K2-141,

http://www.allplanets.ru/star.php?star=K2-141
свидетельствуют о наличии у неё разреженной атмосферы из паров горных пород.

K2-141 b - это транзитная небольшая (1,5 R земл.) планета с ультракоротким периодом (USP) равным  6,7 часов, температура поверхности которой превышет 2000K.
Её тепловое излучение измерялось космической обсерваторией "Спитцер" с точностью 143 (+/- 39) ppm в максимуме до 121 (+/- 43) ppm в минимуме, в течение 10 полных оборотов планеты, а также использовались данные фотометрии обсерватории "Кеплер".
Измерено геометрическое альбедо планеты, которое оказалось равным 0,28 (+/- 0,07)
Наблюдения не показывают смещения области максимальной температуры от  подзвездной точки, что может свидетельствовать  об отсутствии у K2-141 b плотной атмосферы.
Однако моделирование планетного излучения лучше согласуется с наблюдениями, если допустить, что часть излучения планеты создается парами горных пород.
Также были улучшены эфемериды для K2-141 b и c, что пригодится для возможного наблюдения с JWST
https://arxiv.org/abs/2203.00370

[Olweg]

Уточнение параметров системы Пи Столовой Горы
https://arxiv.org/abs/2203.01018

Пи Столовой Горы (Pi Mensae) - жёлтый карлик немного массивнее и ярче Солнца в 60 св.г. Металличность у звёзды примерно солнечная. Планету b - суперюпитер массой 14 Мю на сильно эллиптичной 6-летней орбите - открыли ещё в далёком 2001 году. В 2018 TESS обнаружила у звезды транзитный мининептун массой 4.5 Мз и радиусом 2.1 Rз с периодом 6.3 суток. В новой статье уточнена масса второй планеты - 3.63 земных, из чего следует плотность 2.03 г/см³. Анализ данных HARPS позволил выявить ещё и третью планету массой 13.4 Мз с периодом 125 суток.