Открытия новых экзопланет

[vika vorobyeva]

Проект LRG-BEASTS (Low-Resolution Ground-Based Exoplanet Atmosphere Survey using Transmission Spectroscopy = Обзор для наземного изучения атмосфер экзопланет методами трансмиссионной спектроскопии) методично изучает горячие юпитеры на предмет определения свойств их атмосфер. Уже опубликованы результаты по  WASP-52 b, HAT-P-18 b, WASP-80 b, WASP-21 b, WASP-94A b, WASP-21 b и пр. И вот наконец дошли руки и до горячего субсатурна HATS-46 b массой 0.16 ± 0.04 масс Юпитера и радиусом 0.95 ± 0.03 радиусов Юпитера, с равновесной температурой 1082 ± 8 К:
https://arxiv.org/pdf/2303.07381.pdf
Авторы получили трансмиссионный спектр этой планеты в диапазоне от 3900 до 9000 Ангстрем, разбитый на 26 каналов. Канал вблизи дублета калия (7665, 7699 Ангстрем) они не рассматривали из-за загрязнения сильной теллурической полосой молекулярного кислорода. В итоге никаких явных деталей в спектре планеты обнаружить не удалось. Сравнение с моделями атмосфер горячих сатурнов показало наличие плотной высотной дымки (с достоверностью 3 сигма). Давление на высоте, соответствующей видимому радиусу планеты, оценивается в 3 миллибара (точнее, от 32 до 0.4 миллибар).

[vika vorobyeva]

Прелюбопытная статья сегодня в Архиве: https://arxiv.org/pdf/2303.08280.pdf

Коллаборация MOA, занимающаяся поиском и изучением событий микролинзирования, в том числе экзопланетной природы, подвела итог наблюдений за 2006-2014 годы. В Архиве у них две статьи,  одна из которых посвящена оценкам количества свободно плавающих или очень удаленных от своей звезды планет. Они нашли, что на каждую звезду в среднем приходится 21 ⁺²³/_-13 свободно плавающих и находящихся на очень широких орбитах планет с массами от 0.33 до 6660 масс Земли, а их полная масса составляет 80 ⁺⁷³/_-47 масс Земли на одну звезду.

Это значит, что ближайшая такая свободно плавающая планета должна быть в 2-3.5 раза ближе к нам, чем Проксима.

[Foma]

Прелюбопытная статья сегодня в Архиве: https://arxiv.org/pdf/2303.08280.pdf

Коллаборация MOA, занимающаяся поиском и изучением событий микролинзирования, в том числе экзопланетной природы, подвела итог наблюдений за 2006-2014 годы. В Архиве у них две статьи,  одна из которых посвящена оценкам количества свободно плавающих или очень удаленных от своей звезды планет. Они нашли, что на каждую звезду в среднем приходится 21 ⁺²³/_-13 свободно плавающих и находящихся на очень широких орбитах планет с массами от 0.33 до 6660 масс Земли, а их полная масса составляет 80 ⁺⁷³/_-47 масс Земли на одну звезду.

Это значит, что ближайшая такая свободно плавающая планета должна быть в 2-3.5 раза ближе к нам, чем Проксима.

Итоговый график статьи:



Функция масс блуждающих планет при M<10M_e описывается степенным законом N~M^-p, где p~1. Похожий результат был опубликован прошлой весной (arXiv:2204.03269), но там пришли к более глубокому выводу. Как оказалось, эта зависимость справедлива в очень широком диапазоне масс - на нее ложатся и более мелкие объекты, Оумуамуа и межзвездная комета Борисова. Вероятно, все они имеют схожую судьбу и когда-то были выброшены из своих систем.

Это значит, что в пределах 0.2-0.5 светового года от нас должна болтаться планетка вроде Меркурия.

[starx]

Какое количество открытых экзопланет в обитаемой зоне?

[an 2]

Какое количество открытых экзопланет в обитаемой зоне?

Смотря как считать.    Землеразмерных в обитаемой зоне  ~ 24.

[vassiliev]

Землеразмерных в обитаемой зоне  ~ 24.

Здесь в списке https://ru.wikipedia.org/wiki/Список_ближайших_экзопланет_земного_типа  только 12, у вас более свежие новости?
В полном списке экзопланет https://ru.wikipedia.org/wiki/Список_экзопланет_в_обитаемой_зоне  всех типов побольше, но опять же, это лишь подтверждённые планеты, открытые в основном транзитным методом в основном в довольно узком луче, вращающиеся вокруг звезд в плоскости наблюдения. Может быть уже опубликованы в архиве оценки вероятного потенциального числа экзопланет в обитаемых зонах звёзд основных спектральных классов в окрестности Солнца, с учётом остальных методов обнаружения и, скажем, в радиусе 1тыс.св.лет?  Тогда можно было бы  рассчитывать сколько ещё осталось неоткрытых и неподтверждённых.

[vassiliev]

Какое количество открытых экзопланет в обитаемой зоне?

Вот оптимистичный список из 36 экзопланет в обитаемой зоне https://ru.wikipedia.org/wiki/Список_потенциально_жизнепригодных_экзопланет
Пока он не быстро пополняется.

[an 2]

Близкий нептун у ультрахолодной звезды.

https://arxiv.org/abs/2303.13321

Сообщается об открытии планеты нептуна у маломассивного красного карлика  LHS 3154.
Звезда LHS 3154 сп. класса M6.5, медленно вращающаяся неактивная звезда,  она находится на расстоянии 16 пк в созвездии Северная Корона. Масса - 0,1118 ±0,0027 солн., радиус - 0,1405 ± 0,0038 солн, T эфф. - 2861 ± 77K, светимость 0,00119 солн.,  металличность  ~ солн.,  возраст оценивается в 5 (+ 4 /- 2) млрд. лет.

Планета LHS 3154b была обнаружена при наблюдении звезды на 10-тиметровом телескопе  Хобби-Эберли с спектрометром инфракрасного диапазона по программе  HPF(поиск обитаемых планет) в период с 23 января 2020 г. по 13 апреля 2022 г.
 LHS 3154b обращается вокруг своей звезды с периодом  3,7 суток по орбите с большой полуосью 0.02262 а. е (3,37 млн.км) и эксцентриситетом 0,076.
Её минимальная масса 13,2(+0,84/-0,82) M земл.
Отношение масс между планетой и звездой 3,5*10^(-4) является самым большим из всех известных короткопериодических (<100 дней) планет, вращающихся вокруг ультрахолодных
звезд.

И теория аккреции на ядро, и теория гравитационной нестабильности формирования планет встречаются с затруднениями в объяснении происхождения этой  системы с орбитой близкой к звезде.
Кандидаты в массивные планеты действительно были обнаружены вокруг нескольких ультрахолодных звезд, но во всех случаях планеты имеют  широкие орбиты.
 Наиболее яркими примерами являются GJ 3512 b (минимальная масса 0,46 М юп; P = 203 сут)  и TZ Овна b (0.21M юпит. ; P = 771 сут)
 В частности в этом случае,  в сценарии аккреции на ядро масса каменистой составляющей  протопланетного диска должна быть на порядок выше, чем обычно наблюдается при наблюдениях ультрахолодных звезд  с  протопланетными  дисками. тогда  Большие количества твердого материала позволяют формировать более массивные  планетные  ядра, которые могут вырасти в более массивные планеты.

[Змей Петров]

Обнаружен массивный и плотный газовый гигант

Аппарат TESS обнаружил массивный и плотный газовый гигант TOI-4603 b
Астрономы обнаружили новую экзопланету размером с Юпитер и в 13 раз массивнее него.

https://lenta.ru/news/2023/03/30/tessexoplanets/

Что бы это могло быть ? Т.е. - из чего он "сделан" ?

[vika vorobyeva]

Из водорода и гелия, очевидно.
Уравнение состояния металлического водорода таково, что объекты с массой начиная где-то от 0.3 масс Юпитера и вплоть до самых маломассивных звезд (~75 масс Юпитера) имеют примерно одинаковые размеры, близкие к размерам Юпитера. Поэтому средняя плотность планет-гигантов растет линейно по мере увеличения их массы и может достигать 10 г/куб.см и больше. Еще на порядок больше средняя плотность наиболее маломассивных звезд.
Например, средняя плотность ультрахолодного красного карлика TRAPPIST-1 составляет 69.5 ^+5.8/_-11.7 г/куб.см, что выше плотности осмия 22.6 г/куб.см.

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве – большая статья большого коллектива авторов, посвященная поискам аналогов Юпитера у звезд с транзитными планетами, обнаруженными "Кеплером":
https://arxiv.org/vc/arxiv/papers/2304/2304.00071v1.pdf

Авторы отобрали сравнительно яркие (звездная величина меньше 13.6) солнцеподобные малоактивные звезды главной последовательности, у которых "Кеплер" обнаружил хотя бы одну транзитную планету радиусом меньше 4 радиусов Земли с периодом меньше 100 суток, и для которых уже было сделано хотя бы 10 измерений лучевой скорости в 2018 году или раньше. Для этих звезд спектрографом HIRES было получено 2858 измерений лучевой скорости. Обнаружено 20 компаньонов у 63 звезд, из них 3 звезды, 13 планет-гигантов и 7 субсатурнов с массами меньше 0.3 масс Юпитера. Измерены массы 84 транзитных планет.
В статье много графиков, есть что порассматривать.

[Woods]

Когерентные радиовсплески от известной М-карликовой планеты-хозяина YZ Ceti
YZ Ceti или YZ Кита, находящейся возле знаменитой звёздной системы Тау Кита, расстояние между ними 0,72 светового года.
Однако у YZ Ceti обнаружены 3 землеподобных по размеру экзопланеты, в отличие от Тау Кита, которая имеет только неподтверждённых кандидатов на экзопланеты.
Через какое-то время, был обнаружен интересный факт, что вторая по счёту экзопланета YZ Ceti b имеет магнитное поле, как и Земля, что предполагает определённую защиту от внешнего воздействия радиации.
И вот вчера выходит работа, опубликованная в журнале Nature, что с этой планеты получены "Когерентные радиовсплески от экпланеты YZ Ceti b".
https://www.nature.com/articles/s41550-023-01914-0?fbclid=IwAR2DW_j92szv3V-O6GoDEQXeRYmKxtKXQyOf5k9Q-OJerir3RKbYPtvZLjM

[Foma]

Конференция Extreme Precision Radial Velocity 5, проходившая 27-30 марта в Санта-Барбаре, порадовала новостями и новинками:

1) Вступил в строй NIRPS, ИК-спектрограф высокого разрешения, позволяющий проводить детальные исследования вариаций лучевой скорости у тусклых карликов. Проведены наблюдения Проксимы Центавра, GJ581, достигнута точность индивидуальных замеров ~1м/с, что улучшит понимание этих систем.

Кроме того, обнаружена вода в спектре WASP-127b и линии ряда металлов в спектрах других экхопланет.
Смотреть на youtube.

2) Найдена TOI-784b - транзитная суперземля радиусом 1.9±0.1 Re, массой 9.7±0.8 Me на орбите периодом 2.8 дня.

3) Найдено несколько планет с периодами от дней до месяцев у яркой звезды HD 166620, которая сейчас находится в глубоком минимуме активности.

4) Уточнены параметры транзитной ультракороткопериодической земли GJ 367b (P=7.7 ч). Теперь ее масса оценивается в 0.648±0.076 Me, радиус - 0.699±0.024 Re, а плотность пересмотрена с 8.1±2.2 г/см³ до 10.5±1.7 г/см³, планета более чем на 90% состоит из железа.

Также найдены еще две планеты с периодами ~11.5 и 34 дня и msini~4.5 и 6.6 Me.
Смотреть на youtube

5) Интересный доклад был о спектрографе EXPRES на телескопе Лоувелла. Среди прочего он недавно открыл еще две планеты у ρ Северной Короны

К двум ранее известным газовым гигантам добавились суперземля с периодом 12.9 дня и нептун с периодом 274 дня.
Смотреть на youtube

[vika vorobyeva]

Какие интересные новости!
Что ж, ждем публикации

[Dayan]

Пару лет назад была статья (Habitability and Biosignatures of Hycean Worlds) о том, что некоторые планеты размером с мининептун, находящиеся в зоне обитаемости своих звёзд, наподобие K2-18 b, могут являться гикеанами, т.е. планетами со слоем обычной жидкой воды под водородно-гелиевой атмосферой, а значит могут быть благоприятными для существования жизни.

В новой статье, вышедшей сегодня в Архиве препринтов от другой группы, исследуется влияние атмосферного парникового эффекта на слой жидкой воды: The Runaway Greenhouse Effect on Hycean Worlds.
Существование такого типа планет сильно ограничивается. Похоже, что большинство известных мининептунов в зоне обитаемости не могут быть гикеанами.

Авторы смоделировали сначала сухую водородно-гелиевую оболочку над поверхностью океана, используя одномерную радиационно-конвективную модель. Они обнаружили, что атмосферное давление от 10 до 20 бар производит достаточный парниковый эффект, чтобы довести океан жидкой воды до сверхкритического состояния при 1 земной инсоляции. Введя водяной пар в моделируемую атмосферу, необратимый парниковый эффект значительно усугубляет ситуацию из-за наличия сверхадиабатических слоев, в которых конвекция подавляется: для аналогов Солнца внутренний край зоны обитаемости гикеанов с 1 бар водорода-гелия смещается с ~ 1 а. е. до 1.6 а.е. (т.е. инсоляция не должна превышать 1/2.6 земной, чтобы был возможен слой обычной жидкой воды). Если водородно-гелиевая атмосфера имеет давление 10 бар, то внутренний край ЗО гикеана смещается на расстояние 3.85 а.е. (т.е. инсоляция не должна превышать ~1/15 земной).

Поскольку планеты размером с мининептун, богатые летучими веществами, в частности водой, формируются вблизи снеговой линии или в холодных областях за её пределами, а затем мигрируют ближе к звезде, то тонкие атмосферы, являющиеся необходимым условием для поддержания воды в обычном жидком виде, у них не представляются возможными (по меньшей мере в пределах оптимистической зоны обитаемости).

[Goodricke]

Создана новая гибридная методика быстрого поиска крупных экзопланет

Международный коллектив планетологов разработал гибридный подход для поисков крупных экзопланет, сочетающий прямые наблюдения за такими мирами и поиски косвенных признаков их существования в свечении родительских звезд. Подход позволил обнаружить газового гиганта на орбите соседнего светила HIP 99770, сообщила пресс-служба американской обсерватории Кека.

Ученые проанализировали часть снимков, собранных Hipparcos и GAIA, и обнаружили характерные периодические сдвиги в структуре спектра близлежащей звезды HIP 99770, удаленной от Земли на 132 световых года. Колебания в свечении этого светила указывают на присутствие на ее орбите крупного аналога Юпитера, который был удален от светила примерно в 16-17 раз дальше, чем Земля от Солнца.

Ученые воспользовались этими "подсказками" для поисков экзопланеты на орбите HIP 99770 при помощи мощного наземного телескопа Субару. Полученные им снимки подтвердили присутствие крупного аналога Юпитера в окрестностях HIP 99770, а также помогли ученым измерить его массу - он в 14-16 раз тяжелее крупнейшей планеты Солнечной системы, и изучить его атмосферу. В этом отношении планета оказалась похожа на аналоги Юпитера, вращающиеся вокруг звезды HR 8799.

https://nauka.tass.ru/nauka/17524641
https://www.keckobservatory.org/hip-exoplanet/

[an 2]

GJ3470-d и GJ3470-e: открытие совместно вращающихся экзопланет на обменной подковообразной орбите.

https://arxiv.org/abs/2304.11769

В 2012 году у красного карлика GJ 3470   был открыт  очень теплый транзитный нептун GJ 3470 b, который находится на полярной орбите  и имеет период обращения 3.33665 сут.

http://www.allplanets.ru/star.php?star=GJ%203470

Наблюдения системы продолжались, в рамках проекта The Habitable Exoplanet Hunting Project ( охотники за обитаемыми экзопланетами) в котором участвовали как профессионалы так и любители  из 10 стран мира. 
Наблюдения проводились на 12.5-дюймовом ньютоновском телескопе f5 в обсерватории OKSky, и  с помощью 1-метрового телескопа Битти в  обсерватории Нью-Мексико и других.

 были открыты две другие транзитные планеты,  меньшая планета GJ3470e,  размером с Сатурн, на орбите  с периодом 14.9467 сут и большой полуосью 0.09665 а.е.,  с диаметром  54 376 км,  и большая планета, размером с Юпитер, GJ3470d, с периодом  14.9617 сут.,  большой полуосью  0.09671 а.е и диаметром  92 318 км.
Всего наблюдалось пять транзитов меньшей планеты  GJ3470e и семь транзитов  GJ3470d.
Поскольку орбиты планет практически идентичны, то и периоды их тоже почти одинаковы.
В результате гравитационного взаимодействия между ними происходит обменное взаимодействие благодаря чему их орбиты меняются.
В настоящее время меньшая планета находится впереди большей, на расстоянии, которое  большая планета пройдет за 1.146 сут и которое увеличивается 7.5 минут за один оборот меньшей планеты.

Если рассматривать движение меньшей планеты во вращающейся  системе координат, связанной с большей планетой, то относительно её меньшая планета будет описывать траекторию в виде подковы, не меняя направление своего движения, то опережая, то отставая от неё.
В настоящее время расчетная скорость GJ3470e на 0.03 км/с выше, чем у GJ3470d. Это означает, что GJ3470e должен догнать GJ3470d по другую сторону подковы менее чем за 8 лет.


Если же рассматривать движения этих двух планет в неподвижной системе координат, связанной со звездой, то  при движении этих планет  они будут периодически обмениваться своими орбитами взаимно переходя с меньшей орбиты на более дальнюю от звезды.
Нечто подобное есть в Солнечной системе у спутников Сатурна Эпиметей и Янус.

Это  первое в истории открытие экзопланет  находящихся на подковообразной обменной орбите.

[vika vorobyeva]

Почитала статью, посмотрела графики. Думаю, что стоит подождать подтверждения со стороны профессиональных астрономов с профессиональными инструментами. Лично у меня нет убежденности в том, что наблюдаемые небольшие изменения блеска вызваны именно транзитами.
Да и архитектура этой системы – просто из ряда вон! Сильные утверждения требуют сильных доказательств.
Хорошо бы ChEOPS'ом ее понаблюдать.

[Olweg]

Да, как бы в итоге не оказалось, что период одной из планет на самом деле вдвое меньше, и они на самом деле находятся в резонансе 1:2, как это было с KOI-730. Подождём подтверждения.

[Dayan]

Да, статья выглядит очень непрофессиональной. Чего только эти километры стоят, причём без намёка на всякие там погрешности. Подождём подтверждения, конечно, но меня тоже берут большие сомнения.