Открытия и исследования экзопланет

[Olweg]

Авторы показывают, что WST уже может выполнять такой поиск в некоторых выбранных системах, таких как TRAPPIST-1,  на длине волны 4,3 мкм у CO2, который попадает в спектральную зону , где общий баланс шума и влияние облаков/дымки оптимальны.

У красных карликов может быть дополнительный фактор: эрозия атмосферы звёздным ветром. В общем-то, данные JWST по TRAPPIST-1c уже косвенно это подтверждают.

[Dayan]

Внешняя планета остается совместимой с каменистым составом но возможно обедненном железом.

Уточню: не внешняя, а внутренняя. У "b" период 25 суток, у "c" - 3.8.

Ещё an 2 стоило бы упомянуть, что авторы сегодняшней статьи также не обнаружили признаков существования LHS 1140 d – кандидата на 78.9-суточной орбите, представленного в 2020 году (см. здесь). Сейчас тот сигнал связывают с проявлением звёздной активности.

Касаемо LHS 1140 b, кстати, я всегда подозревал, что она не является скалистым миром, уж очень выбивалась из общего тренда с изначально заявленными параметрами.

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве опубликовали статью о статистическом исследовании экзопланет, а именно, о зависимости распространенности планет и особенностей архитектуры планетных систем от их возраста:
https://arxiv.org/pdf/2310.20113.pdf

За основу были взяты планеты "Кеплера" (как подтвержденные, так и хорошие кандидаты) с периодами от 1 до 100 суток, причем рассматривались только планеты с радиусами от 0.5 до 6 радиусов Земли. Отбирались одиночные звезды главной последовательности с температурами от 4700 до 6500 К (т.е. солнцеподобные), расположенные не далее 2 кпк, с металличностью [Fe/H] > -1, для которых есть хорошие данные "Гайи". В итоге было отобрано 19358 звезд, у которых было открыто 663 планеты в 467 системах.
Возраст систем оценивался по кинематике (величине вектора скорости), полученной из данных "Гайи".
Что получилось.
1. Распространенность планет в целом падает с возрастом. Больше всего планет у молодых звезд (в среднем 1.7), меньше всего у старых с возрастом ~8 млрд. лет (в среднем 1). При этом "усредненная многопланетность" уменьшается с 3 до 1.8. Достоверность этого вывода превышает 3 сигма.
2. Среднее взаимное наклонение орбит планет растет с возрастом. Если в системах возрастом 1 млрд. лет эта величина составляет 0.6-2.7° (среднее 1.2°), то в системах возрастом 8 млрд. лет она увеличивается до 1.3-11.7° (среднее 3.5°). Т.е. планетные системы с возрастом постепенно "взбалтываются", становятся динамически горячими. Солнечная система тоже хорошо вписывается в этот тренд.
3. Распространенность "планет кеплеровского типа" (к ним авторы относят планеты с радиусами 1-4 радиусов Земли) близко к 50% и не зависит от возраста.
Из последнего тезиса авторы делают вывод, что планетные системы не рождаются другими (более многопланетными, чем в древности), а постепенно меняются в процессе эволюции.

Замечу, что с точки зрения авторов у Солнца нет планет (Меркурий слишком маленький, у Венеры и Земли слишком большие орбитальные периоды). Т.е. реальная распространенность планет у солнцеподобных звезд должна быть в несколько раз больше, чем найденная авторами 1.0-1.7 штук на звезду.

[Olweg]

Спасибо, интересная работа.

3. Распространенность "планет кеплеровского типа" (к ним авторы относят планеты с радиусами 1-4 радиусов Земли) близко к 50% и не зависит от возраста.

Уточню, что тут имеется в виду распространённость планетных систем, то есть доля звёзд с планетами. У молодых звёзд распространённость планет - 1.7 на звезду, многопланетность - 3, получаем долю звёзд с планетами 1.7/3=0.57; у старых звёзд соответственно 1.0 и 1.8, 1.0/1.8=0.56, практически столько же, то есть распространённость систем не уменьшается с возрастом.

[vika vorobyeva]

3. Распространенность "планет кеплеровского типа" (к ним авторы относят планеты с радиусами 1-4 радиусов Земли) близко к 50% и не зависит от возраста.

Уточню, что тут имеется в виду распространённость планетных систем, то есть доля звёзд с планетами. У молодых звёзд распространённость планет - 1.7 на звезду, многопланетность - 3, получаем долю звёзд с планетами 1.7/3=0.57; у старых звёзд соответственно 1.0 и 1.8, 1.0/1.8=0.56, практически столько же, то есть распространённость систем не уменьшается с возрастом.

Спасибо, не отследила этот момент.

[an 2]

Уточнены параметры ультрагорячего юпитера  (UHJ) KELT-20 b.

https://arxiv.org/abs/2311.03264

С помощью космического телескопа  CHEOPS  в сочетании с одновременными наблюдениями космического  телескопа TESS,  была измерена глубина затмения в 82 ppm,.
 Используя эти измерения, точно ограничили  геометрическое альбедо KELT-20 b до 0,26 (± 0,04), и  яркостную температуру дневного полушария до 2566 (+77/-80) К., альбедо Бонда ограничено до 0,36(+0,04/-0,05) при минимальной передаче тепла на ночную сторону.

Наклон оси  орбиты планеты в проекции на небесную сферу ограничен 3,9 (± 1,1) градусами.
 Это отличает  KELT-20 b от других  планет, вращающихся вокруг других звезд A-типа,  орбиты  которых  сильно наклонены.
Сравнительно высокое планетарное геометрическое альбедо KELT-20 b  подтверждает известную тенденцию, согласно которой сильно облученные планеты обладают большей отражающей способностью.
Предварительно обнаружены  признаки временной изменчивости глубины покрытия, которые могут указывать на перемещение атмосферы  в горизонтальном направлении с переменным облачным  покровом  на дневную сторону планеты.

[vika vorobyeva]

Измерено наклонение орбиты TOI-2202 b к экватору звезды, точнее, проекция на небесную сферу угла между нормалью к плоскости орбиты и осью вращения звезды lambda = 26 ⁺¹²/_-15°. Поскольку звезду мы видим примерно со стороны экватора (наклон ее оси вращения к лучу зрения составляет 90 ± 17°), истинный (трехмерный) угол между нормалью и осью вращения равен 31 ± 13°.
https://arxiv.org/pdf/2311.02478.pdf

Почему это интересно. Планета TOI-2202 b вместе с планетой TOI-2202 c находится в резонансе 2:1. Обычно орбиты резонансных планет лежат примерно в плоскости экватора родительской звезды, а тут они заметно наклонены к нему. TOI-2202 c не является транзитной, ее открыли TTV-методом, но ее наклонение к лучу зрения определяется динамическим анализом и составляет 84.7 ± 2.9°. Т.е. мало того, что орбиты планет наклонены относительно друг друга на 6.5°, так еще и ось вращения звезды наклонена на приличный угол.

[vika vorobyeva]

Измерено наклонение плоскости орбиты к экватору звезды очень теплого юпитера TOI-1670 c:
https://arxiv.org/pdf/2311.16237.pdf
Лучевую скорость звезды во время транзита планеты измеряли спектрографом NEID. Наклонение lambda оказалось равным -0.3 ± 2.2°.

Поскольку орбита планеты достаточно широкая (период 40.7 суток), авторы пришли к выводу, что это наклонение – не результат действия приливных сил со стороны звезды, а изначальное с момента формирования этой системы. При этом большинство других теплых юпитеров у одиночных звезд также находятся на не наклонных орбитах, в отличие от теплых юпитеров в кратных системах, которые, наоборот, сильно наклонены.

[DELVIG]

      Массивная экзопланета, вращается вокруг маленькой звезды

Перед астрономами  ставятся новые вопросы по теории формирования планет после обнаружения экзопланеты, которая технически не должна существовать.
Планета, масса которой примерно равна массе Нептуна и более чем в 13 раз массивнее Земли, была обнаружена на орбите ультрахолодной М-карликовой звезды  LHS 3154, которая в девять раз менее массивна, чем наше Солнце.


https://amp.cnn.com/cnn/2023/11/30/world/neptune-exoplanet-small-star-scn/index.html
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo0233

[vika vorobyeva]

Планета, масса которой примерно равна массе Нептуна и более чем в 13 раз массивнее Земли, была обнаружена на орбите ультрахолодной М-карликовой звезды  LHS 3154, которая в девять раз менее массивна, чем наше Солнце.

К сожалению, полный текст статьи недоступен, надеюсь, в ближайшие дни ее продублируют на arxiv.org. Без этого непонятно, что же такого уникального в нептуне у красного карлика. Отношение масс планеты и звезды соответствует массе 132 масс Земли у Солнца, что меньше массы Юпитера (318 масс Земли). Среди планет, открытых методом гравитационного микролинзирования, есть и гораздо более тяжелые, например, MOA-2009-BLG-387 b массой ~2.6 масс Юпитера у звезды массой ~0.19 солнечных масс.
Возможно, это брюзжание, но мне не нравятся кликбейтные заголовки у научных статей без веской на то причины. Я еще понимаю, кислород бы в атмосфере TRAPPIST-1 e нашли

[DELVIG]

Вика, я согласен с вами, но у меня тоже статья не открывается
Я грешил на свой комп, но наверное действительно стоит подождать выхода статьи в архиве, так сказать первоисточник.

[Olweg]

Про LHS 3154 b на N+1:
https://nplus1.ru/news/2023/12/01/lhs-3154



Планета действительно немного выбивается из общего ряда, если рассматривать только поздние М-карлики и малые орбитальные периоды (меньше 100 суток).

[vika vorobyeva]

Астрономы из Японии и Китая, работающие на обсерватории Окаяма и уже два десятилетия ведущие поиск планет у красных гигантов, представили еще две планеты у красных гигантов HD 112570 и HD 154391: https://arxiv.org/pdf/2312.01388.pdf
Обе планеты открыты методом лучевых скоростей, обе представляют собой газовые гиганты на широких орбитах.

HD 112570 b: минимальная масса 2.6 ± 0.5 масс Юпитера, орбитальный период 2632 ± 89 суток (7.2 года), большая полуось орбиты 3.91 ± 0.16 а.е., эксцентриситет 0.20 ± 0.16. Поскольку светимость родительской звезды 44.3 ± 3.4 солнечных, температурный режим планеты является промежуточным между температурными режимами Меркурия и Венеры.
Привлечение данных "Гайи" позволило оценить наклонение орбиты (54 ⁺²³/_-19°) и истинную массу, равную 3.42 ^+1.4/_-0.84 масс Юпитера.

HD 154391 b: минимальная масса 6.6 ± 0.3 масс Юпитера, орбитальный период 5168 ± 65 суток (14.15 лет), большая полуось орбиты 7.45 ± 0.07 а.е., эксцентриситет 0.19 ± 0.04. Также с помощью астрометрии удалось измерить наклонение орбиты: 47 ⁺²¹/_-13°, отсюда истинная масса 9.1 ^+2.8/_-1.9 масс Юпитера. Светимость родительской звезды 38.1 ± 1.0 солнечных светимостей, температурный режим является промежуточным между температурными режимами Земли и Марса.

[Olweg]

Интересно хотя бы примерно оценить, какой у них был температурный режим на стадии главной последовательности. Если воспользоваться примерной зависимостью L ~ M³, то для HD 112570 (масса 1.15 солнечной) получается светимость 1.5, а для HD 154391 (масса 2.07) - 9 солнечных. При таких светимостях температурный режим обоих планет примерно соответствовал нашему поясу астероидов, то есть образовались они довольно близко к снеговым линиям своих звёзд. Так что, учитывая довольно низкий эксцентриситет, их можно рассматривать как тяжёлые аналоги Юпитера.

[petrovich1964]

Если уже было, то прошу удалить.
ICY AND ROCKY EXOPLANETS



От Martin Vargic

[vika vorobyeva]

В Архиве вышла статья, посвященная подробному анализу возможности того, что кандидаты в крупные спутники у планет Kepler-1625 b и Kepler-1708 b действительно существуют:
https://arxiv.org/pdf/2312.03786.pdf

Вердикт авторов – нет, не существуют. То, что принималось за спутники, было или проявлением звездной активности, или некорректным учетом потемнения к краю звездных дисков. Если говорить более осторожно, то вероятность ложнопозитива для спутника Kepler-1625 b – почти 11%, а для спутника Kepler-1708 b – 1.6%.

[Бобр-99]

Вероятность ложнопозитива это вероятность присутствия или отсутствия?

[Spruters]

Если уже было, то прошу удалить.
ICY AND ROCKY EXOPLANETS



От Martin Vargic

А где то можно скачать это в хорошем качестве большим постером ?

[Mercury127]

Вероятность ложнопозитива это вероятность присутствия

Да.

[Инопланетянин]

А где то можно скачать это в хорошем качестве большим постером ?

Ссылка вверху сообщения дана.