Открытия и исследования экзопланет

[vika vorobyeva]

Измерена масса транзитной землеразмерной планеты с ультракоротким периодом K2-157 b + обнаружены еще две не транзитные планеты: https://arxiv.org/pdf/2504.20999

Транзитный кандидат с ультракоротким периодом EPIC 201130233.01 был обнаружен во время 10 наблюдательной кампании расширенной миссии "Кеплера" K2 в 2016 году. В 2018 году кандидат прошел валидацию и получил наименование K2-157 b. Чтобы измерить массу планеты, авторы получили 49 измерений лучевой скорости K2-157 на ESPRESSO.
Масса оказалась равной 1.14 ± 0.4 масс Земли (или с достоверностью 3 сигма не превышает 2.3 масс Земли), что при радиусе 0.935 ± 0.09 радиусов Земли совместимо с железокаменным составом (средняя плотность 7.7 ± 3.6 г/куб.см). K2-157 b вращается вокруг солнцеподобной G9-звезды на расстоянии 2.4 звездных радиусов (0.0096 ± 0.0001 а.е.) и делает один оборот за 0.36526 суток (8 часов 46 минут), ее эффективная температура – 2432 ± 42 К 

Пока измеряли массу транзитной планеты, нашли еще две не транзитные.
– K2-157 c: минимальная масса 30.8 ± 1.9 масс Земли, орбитальный период 25.94 ± 0.05 суток, большая полуось орбиты 0.165 ± 0.002 а.е., эксцентриситет не превышает 0.2, эффективная температура 587 ± 10 К.
– K2-157 d: минимальная масса 23.3 ± 2.5 масс Земли, орбитальный период 66.5 ± 0.7 суток, большая полуось орбиты 0.309 ± 0.004 а.е., эксцентриситет не превышает 0.5, эффективная температура 429 ± 8 К.
То ли тяжелые нептуны, то ли легкие газовые гиганты.

[vika vorobyeva]

Злосчастному мини-нептуну K2-18 b уже можно именную тему заводить

Сегодня в Архиве вышла статья, посвященная сложностям интерпретации трансмиссионных спектров, особенно если обнаруженные спектральные особенности имеют низкий уровень достоверности (например, в районе 3 сигма). В качестве примера авторы рассматривают K2-18 b. Их основная идея такая. На спектральной особенности не написано, какая именно примесь ее вызывает. Так, ранние наблюдения K2-18 b на "Хаббле" интерпретировались как наличие водяного пара, при том, что более широкий спектральный охват показал, что это был не водяной пар, а метан. Чем больше возможных молекул рассматривается, тем сложнее задача и сильнее вырождение решений.
Авторы представили модель атмосферы K2-18 b, включающей кроме водорода и гелия метан, углекислый газ и еще какой-нибудь углеводород, и состав этого углеводорода варьировали. Спектральные линии и полосы всех рассматриваемых газов были взяты из базы HITRAN. Всего было рассмотрено 90(!) моделей. 59 из них лучше описали трансмиссионный спектр, полученный JWST, чем более простая модель "водород + метан + углекислота". Модель с пропином C₃H₄ описала спектр даже лучше, чем с диметилсульфидом. А появление более сложных углеводородов, чем метан – естественное следствие фотохимических реакций в прохладной (250 К) водородной атмосфере с 1% метана.

При всем этом авторы не утверждают, что они обнаружили пропин в атмосфере K2-18 b, они только призывают к осторожности в интерпретациях, особенно с применением Байесова анализа.

[LeMay]

  Из ежемесячных обзоров Сергея Попова: https://xray.sai.msu.ru/~polar/sci_rev/443.html

  Наблюдения микролинзирования свидетельствуют, что сверхземли распространены на орбитах, как у Юпитера (Microlensing events indicate that super-Earth exoplanets are common in Jupiter-like orbits). http://arxiv.org/abs/2504.20158

  Половина статьи посвящена изучению события микролинзирования OGLE-2016-BLG-0007 на звезде с экзопланетой с помощью системы KMTNet. А вот вторая - более интересная, - представляет собой анализ распределения экзопланет, обнаруженных с помощью линзирования, по массам с учетом нового результата.

  Метод микролинзирования чувствителен к экзопланетам, находящимся не слишком близко и не слишком далеко от звезды. Максимальная чувствительность примерно соответствует орбите Юпитера (разумеется, характерное расстояния зависит от массы звезды). Анализ показывает, что распределение планет по массам на таких орбитах бимодально. Один максимум соответствует газовым и ледяным гигантам (что и ожидалось, исходя из моделей формирования). А вот второй - сверхземлям. Это любопытно. Авторы кратко обсуждают, какие коррективы могут потребоваться для улучшения моделей формирования. Однако кажется, что это тема для будущей большой работы. Видимо, в течение года-двух несколько групп, занимающихся моделями формирования экзопланет, представят свои соображения и результаты новых расчетов.

[Olweg]

Картинки из статьи. Заполненные розовые кружочки - планеты, обнаруженные в рамках одного обзора, KMTnet. Действительно, в районе между q=10^-3 и 10^-4 заметен зазор (q - отношение масс планеты и звезды). Или, как пишут авторы, в районе 10^-3 - 10^-3.5. Для Солнца это соответствует диапазону масс от Сатурна до Юпитера, но большинство звёзд в обзоре должны быть красными карликами, поэтому скорее всего зазор соответствует меньшим массам, условно от Нептуна до Сатурна (и, таким образом, ледяные гиганты всё же следует отнести к той же популяции, что и суперземли).

[vika vorobyeva]

Похоже, закрывается планета у оранжевого гиганта 42 Дракона (HD 170693): https://arxiv.org/pdf/2505.05260

Планета HD 170693 b была представлена в 2009 году, ее обнаружили методом лучевых скоростей. Колебания лучевой скорости звезды имели период 479 ± 6 суток, их амплитуда соответствовала планете с минимальной массой ~3.9 масс Юпитера на орбите с эксцентриситетом 0.38.
Лучевая скорость 42 Дракона измеряли на протяжении почти 15 лет, с 2004 по 2018 год. Если в 2004-2011 годах измерения ложились на более-менее когерентную кривую, то дальше все начало ломаться –амплитуда колебания уменьшилась почти вчетверо, с 97 м/с до 27 м/с, но стал проступать другой период в 530 суток.
Далее авторы подняли архивную фотометрию этой звезды, полученную спутником COBE в лучах с длиной волны 1.25 мкм. Фотометрия, свернутая с периодом 479 суток, показывает четкий синусоидальный сигнал. Измерения лучевой скорости звезды, полученные в соседние ночи, показывают сильные колебания с периодами 1.3 и 0.82 суток и амплитудой 79.3 и 49.2 м/с, связанные с колебаниями самой звезды (p-модами). В принципе, имеющиеся RV-измерения можно фитировать наложением колебаний с периодами 487 и 530 суток, но такая система из двух очень близких планет будет неустойчивой. По совокупности данных авторы приходят к выводу, что колебания лучевой скорости 42 Дракона с периодом 479 суток вызваны активностью звезды, а планеты с таким периодом не существует.

[Mercury127]

И снова про K2-18b...
https://elementy.ru/novosti_nauki/434341/Usloviya_na_ekzoplanete_K2_18b_ne_ochen_podkhodyat_dlya_zhizni
Но не всё так однозначно:

Одно из главных условий существования жизни — устойчивая неравновесность среды обитания. В такой среде должны присутствовать и поддерживаться градиенты условий или концентраций питательных веществ. И на K2-18b такая среда существует — это именно пограничный слой между верхней и нижней тропосферой. Он очень устойчив, и при этом обладает огромными градиентами температуры и концентрации водяного пара, — а значит, и примесей, сосуществующих с водой. На K2-18b может происходить даже круговорот этих примесей. Восстановленные соединения углерода, кислорода, азота и серы поднимаются снизу в пограничный слой и встречаются там с окисленными продуктами фотолиза, принесенными дождями из верхней тропосферы. Продукты фотолиза и химических реакций уносятся вглубь нисходящими потоками, восстанавливаются там водородом до исходных простых соединений, и цикл замыкается. С микроэлементами сложнее, поскольку металлы гораздо менее склонны образовывать летучие соединения, а путь от скального ядра до тропосферы на мининептунах очень долгий. Тем не менее, сверху их может поставлять метеорная пыль, а снизу, возможно, карбонилы и другие менее распространенные соединения.

[vika vorobyeva]

Но не всё так однозначно:

Ну, раз пошла такая пьянка
Вот тут: https://arxiv.org/pdf/2505.13407 вообще ставят под сомнение наличие в атмосфере K2-18 b диметилсульфида и прочих биомаркеров. Даже если спектральная особенность, приписываемая DMS и DMDS, действительно реальна, она совершенно не обязательно вызвана именно этими веществами. Авторы проанализировали полный трансмиссионный спектр планеты в диапазоне 0.6-12 мкм и нашли, что возможная примесь ряда простых углеводородов, например, этана, объясняет этот спектр не хуже.
Они нашли, что нужно накопить наблюдения не менее 25 транзитов K2-18 b на MIRI, чтобы получить хоть какую-то ясность.

[Wert]

Ну, раз пошла такая пьянка

Собственно еще одна статья Madhusudhan (который особенно отстаивает гипотезу гикеана и изначально заявил про ДМС) с коллегами. Авторы проанализировали 650 молекул в полученном спектре от 0,8 до 12 мкм. Среди них были выявлены три молекулы, которые показали умеренные доказательства (≥2.7σ±0.2σ) при рассмотрении всех данных и кодов восстановления: диметилсульфид (DMS), диэтилсульфид и метакрилонитрил.

[vika vorobyeva]

Мне все же кажется, что Madhusudhan сотоварищи слишком торопятся со своим диметилсульфидом. Им уже несколько альтернатив накидали для объяснения этого пика в трансмиссионном спектре. Надо накапливать статистику, наблюдать 25 транзитов, и параллельно думать, в каком еще спектральном диапазоне можно различить диметилсульфид, этан и пропин. И наблюдать там.
Я понимаю, что Нобелевскую премию за открытие внеземной жизни очень хочется, но сильные утверждения требуют сильных доказательств(с)

[Vavanzer]

Мне все же кажется, что Madhusudhan сотоварищи слишком торопятся со своим диметилсульфидом. Им уже несколько альтернатив накидали для объяснения этого пика в трансмиссионном спектре. Надо накапливать статистику, наблюдать 25 транзитов, и параллельно думать, в каком еще спектральном диапазоне можно различить диметилсульфид, этан и пропин. И наблюдать там.
Я понимаю, что Нобелевскую премию за открытие внеземной жизни очень хочется, но сильные утверждения требуют сильных доказательств(с)

Сама идея привязываться к одному "биомаркеру" очень сомнительна. Так же как и с фосфином на Венере. В горячих плотных атмосферах чего только может не образоваться, подпитываемое всевозможными компонентами вулканизмом из недр... Да еще и в океане из флюида...
   Недавно вот думал про все жто, под впечатлением очередной статьи. И для себя пришел в выводу, надо чтобы был комплекс биомаркеров, да еще и соотношения определенные...Тк по одиночке они не прокатывают.
  На Титане целые озера из метана. Который вроде бы и биомаркер. Но его полно в тех холодных краях чуть ли не в каждом куске , не говоря о планетах гигантах... 

 

И снова про K2-18b...
https://elementy.ru/novosti_nauki/434341/Usloviya_na_ekzoplanete_K2_18b_ne_ochen_podkhodyat_dlya_zhizni
Но не всё так однозначно:

Статья очень впечатляющая. Наконец то об атмосферах что то адекватное, с различными вариантами, и учетом адиабатической составляющей. Ну и наконец то ноомально про смещение обитаемой зоны для плотных атмосфер прозвучало. А то все привязались к области эквивалентной по излучению земной орбите))) 

[Königserg]

Борис Штерн. Есть ли жизнь на К2-18b?

https://www.youtube.com/watch?v=gV4zqHZb_NE

краткие тезисы :
1. считает что планета горячая - либо вся вода в паре , либо вообще магма на поверхности
2. диметилсульфид не обязательно может быть биологического происхождения
3. одного биомаркера совсем не достаточно для утверждения присутствия жизни , должен быть комплекс биомаркеров

писал по памяти ( неделю назад слушал ) , может что-то еще пропустил или допустил неточность

[Foma]

arXiv:2505.14317: CORALIE radial-velocity search for companions around evolved stars (CASCADES) IV: New planetary systems around HD 87816, HD 94890, and HD 102888 and an update on HD 121056

Программа CASCADES, которая уже почти 20 лет методом радиальных скоростей ищет планеты у ярких звезд-гигантов умеренной массы, сообщает об открытии еще 5 юпитеров у 3 звезд:

Наиболее экстравагантна система HD 87816 с двумя планетами на эксцентричных орбитах. Из ~200 известных экзопланет у звезд-гигантов лишь 2 имеют эксцентриситет больший, чем внутренняя HD 87816b. Учитывая большую светимость звезды (45 L_⊙), в перицентре планету вполне можно считать горячим юпитером.


Лучевые скорости планет HD 87816 b и c (вверху и внизу)

Система HD 94890 является примером редкого резонанса 3:1, который должен приводить к сильному гравитационному взаимодействию. В перспективе это позволит определить наклонения и истинные массы планет. Лучевая скорость HD 102888b показывает линейный тренд ~6.4 м/с в год, вероятно вызванный компаньоном на внешней орбите. Это может быть коричневый карлик массой 14 M_J на орбите с a~20 а.е., либо еще более массивное тело на более дальней орбите.

[vika vorobyeva]

Представлена новая циркумбинарная система BEBOP-3 (BD+79230, TIC 289949453): https://arxiv.org/pdf/2506.14615

Газовый гигант BEBOP-3 b вращается вокруг пары звезд A и B.
Компонент A спектрального класса F9/G0, его масса оценивается в 1.08 ± 0.03 солнечных масс, радиус в 1.411 ± 0.009 солнечных радиусов, светимость в ~2.4 раза больше солнечной.
Компонент B – красный карлик массой 0.262 ± 0.004 солнечных масс и радиусом 0.281 ± 0.003 солнечных радиусов, спектральный класс должен быть в районе M3-M4.
Компоненты вращаются вокруг общего центра масс по близкой к круговой орбите с орбитальным периодом 13.21767 суток, большая полуось для компонента B 0.0973 ± 0.0009 а.е., для компонента A 0.0235 а.е., эксцентриситет орбиты 0.063. Орбита расположена к нам ребром, ее наклонение 88.749 ± 0.009°, так что в системе наблюдаются транзиты (и вообще систему взяли в разработку из списка ложнопозитивов наземного транзитного обзора KELT).
Авторы получили 141 спектр неразрешенной двойной на спектрографе SOPHIE. В спектре доминирует излучение компонента A, но с помощью методики High Resolution Cross-Correlation Spectroscopy (HRCCS) удалось выявить и линии, образующиеся в фотосфере компонента B. Таким образом, BEBOP-3 – спектральная двойная. Средняя погрешность единичного измерения лучевой скорости звезд составила 2.3 м/с.
Измеренные лучевые скорости отклонились от простой кеплеровской кривой, ожидаемой для простой двойной звезды, что говорило о наличии в системе третьего тела.
Минимальная масса BEBOP-3 b – 0.56 ± 0.05 масс Юпитера. Гигант вращается вокруг пары AB по эллиптической орбите с большой полуосью 1.44 ± 0.02 а.е. и эксцентриситетом 0.25 ± 0.08, и делает один оборот за 547 ± 8 суток. Орбита BEBOP-3 b пролегает довольно далеко от зоны динамической неустойчивости, окружающей двойную звезду, так что на более тесных орбитах могут быть и другие планеты с массой Нептуна и меньше.
Есть еще один более слабый RV-сигнал с периодом ~1400 суток, соответствующий планете с минимальной массой 0.2 масс Юпитера.
Авторы отмечают, что даже если орбита BEBOP-3 b наклонена к плоскости орбиты двойной AB, она будет прецессировать, и рано или поздно BEBOP-3 b на какое-то время станет транзитной.

[Mercury127]

светимость в ~2.4 раза больше солнечной

Гигант вращается вокруг пары AB по эллиптической орбите с большой полуосью 1.44 ± 0.02 а.е. и эксцентриситетом 0.25 ± 0.08, и делает один оборот за 547 ± 8 суток

неплохо, гигант в обитаемой зоне и на его спутниках может быть жидкая вода. но как я понял, главная звезда уже сходит с ГП...

[vika vorobyeva]

неплохо, гигант в обитаемой зоне и на его спутниках может быть жидкая вода. но как я понял, главная звезда уже сходит с ГП...

Он не совсем в обитаемой зоне, a/Rэф ~ 0.93, температурный режим промежуточный между температурными режимами Земли и Венеры. Ну и орбита эллиптическая, и в перицентре (~1.083 а.е.) температурный режим достигает венерианского. Хотя, конечно, при наличии спутника размером с Марс исключать существование каких-нибудь термофилов нельзя.

[Mercury127]

вот я и думаю — светимость великовата, тк звезда уже сходит с ГП?

[Инопланетянин]

Он не совсем в обитаемой зоне, a/Rэф ~ 0.93, температурный режим промежуточный между температурными режимами Земли и Венеры.

Есть и смягчающее обстоятельство. Свет коротковолновый, он легче отражается и, может быть, не так и нагревает.

[petrovich1964]

Он не совсем в обитаемой зоне, a/Rэф ~ 0.93, температурный режим промежуточный между температурными режимами Земли и Венеры.

А без парникового эффекта какая температура была бы на Венере? Промежуточный режим без парникового эффекта сколько градусов?

[Маковец]

Он не совсем в обитаемой зоне, a/Rэф ~ 0.93, температурный режим промежуточный между температурными режимами Земли и Венеры.

А без парникового эффекта какая температура была бы на Венере? Промежуточный режим без парникового эффекта сколько градусов?

Подсчитано, что если бы венерианская атмосфера имела земной состав, то её средняя температура была бы около 26 °C (на Земле 15 °C)[1].
 https://ru.wikipedia.org/wiki/Терраформирование_Венеры

[petrovich1964]

средняя температура была бы около 26 °C (на Земле 15 °C)[1].

Как говорил Гамлет - на свете есть многое такое что и не снилось нашим мудрецам.
имхо, вопрос о зоне обитаемости имеет разные ответы

Гипертермофилы — организмы, растущие и размножающиеся при экстремально высоких температурах — свыше 60 °C. Оптимальная температура для существования гипертермофилов — более 80 °C. Гипертермофилы являются типом экстремофилов и включают в основном организмы, относящиеся к домену археи (лат. Archaea), хотя некоторые бактерии также могут выдерживать температуры, превышающие 100 °C. Многие гипертермофилы также могут противостоять другим экстремальным факторам, таким как высокая кислотность или радиация.