Астрономы открыли экзопланеты с периодом обращения в десятки лет
Астрономы открыли пять новых планет-гигантов и кандидатов в маломассивные коричневые карлики, обращающихся вокруг солнцеподобных звезд, а также уточнили параметры четырех ранее обнаруженных экзопланет. Наблюдения за объектами велись в рамках проекта CORALIE, в ходе которого в течение последних двадцати лет ведется поиск экзопланет с длительным периодом обращения. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org.
С момента первого открытия экзопланеты в 1995 году наземные и космические телескопы помогли обнаружить и подтвердить существование более четырех тысяч подобных объектов. Однако подавляющее большинство из них имеют относительно короткие периоды обращения вокруг своих звезд. Особый интерес для астрономов представляют планеты-гиганты и коричневые карлики, находящиеся на расстояниях 5-50 астрономических единиц от своих звезд, исследования которых важны для поиска ограничений для моделей формирования и эволюции планетных систем. Однако, чтобы найти экзопланету с периодом обращения несколько десятков лет, необходимо проводить очень длительные наблюдения, чтобы она успела совершит один или несколько оборотов вокруг своей звезды.
С июня 1998 года 1,2-метровый телескоп EULER в Чили, оснащенный спектрографом CORALIE, ведет непрерывный долговременный поиск экзопланет методом доплеровской спектроскопии. Задача обзора заключается в обнаружении объектов с длительным периодом обращения вокруг своих звезд, которые в дальнейшем будут наблюдаться другими телескопами, в том числе и для получения их прямых изображений. Целями для наблюдений стали 1647 звезд главной последовательности (со спектральными классами от F8 до K0), находящиеся в небе южного полушария, в пределах пятидесяти парсек от Солнца. В рамках этого обзора ранее уже было открыто более 140 новых кандидатов в экзопланеты.
Группа астрономов во главе с Эмили Рикман (Emily Rickman) сообщает о новых результатах, полученных в рамках обзора. Были открыты три новых планеты-гиганта и два кандидата в маломассивные коричневые карлики, обращающиеся вокруг солнцеподобных звезд HD 181234, HD 13724, HD 25015, HD 92987 и HD 50499, характеризующихся избыточной металличностью. Также исследователи уточнили параметры уже обнаруженных экзопланет HD 50499b, HD 92788b и HD 98649b и подтвердили факт обнаружения экзопланеты HD 92788c. Все эти объекты имеют периоды обращения от 15,6 до 40,4 лет и массы от 2,93 до 26,77 масс Юпитера.
Эти данные подтверждают идею о том, что планеты-гиганты встречаются значительно чаще у звезд с высокой металличностью, а также пополнят базу данных экзопланет NASA, где было лишь 26 известных объектов с периодом обращения, превышающим 15 лет. Многие из новооткрытых объектов в ближайшем будущем станут целями для телескопов VLT и ELT, которые должны попытаться получить их прямые изображения.
Ранее мы рассказывали о том, как астрономы нашли гигантский экзоюпитер в двойной звездной системе, почему первый обнаруженный «Кеплером» кандидат в экзопланеты получил подтверждение лишь восемь лет спустя после своего открытия и что открыл телескоп TESS за первые полгода своей работы на орбите.
Александр Войтюк
Это первый известный гидрид металлов в атмосферах экзопланет
Астрономы при помощи наземных телескопов достоверно обнаружили гидрид хрома в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Это первый случай подтвержденного открытия гидрида металлов в атмосферах экзопланет. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters. Линии гидридов и оксидов металлов используются астрофизиками при спектроскопических исследованиях атмосфер очень холодных звезд и коричневых карликов для их классификации и определения некоторых свойств — например, металличности или наличия облаков. Горячие экзогиганты могут обладать температурой, сравнимой с температурой коричневых карликов (а порой и звезд), поэтому в них тоже можно найти оксиды и гидриды металлов, которые влияют на свойства их атмосфер, например, вызывают температурную инверсию. Неоднократные поиски на горячих и теплых экзопланетах гидридов железа и хрома уже давали интересные кандидатуры, однако эти результаты основаны на спектроскопии низкого разрешения, что затрудняет достоверную идентификацию различных соединений и не позволяет сделать однозначных выводов. Группа астрономов во главе с Лаурой Флэгг (Laura Flagg) из Корнеллского университета сообщила об однозначном обнаружении гидрида хрома (CrH) в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Для этого ученые проанализировали данные спектроскопических наблюдений высокого разрешения, проведенных при помощи спектрографов GRACES и UVES, установленных на наземных телескопах «Джемини-Север» и VLT. Наблюдения велись в 2017 и 2022 году, во время транзитов планеты по диску звезды. Масса WASP-31b оценивается в 0,478 массы Юпитера, а радиус — в 1,549 радиуса Юпитера, она совершает один оборот вокруг своей звезды спектрального класса F5 за 3,4 дня и обладает равновесной температурой 1481 кельвин, а также очень низкой плотностью. Ранее в атмосфере экзопланеты уже был обнаружен гидрид хрома, однако тогда данные казались не до конца убедительными — статистическая значимость открытия составила 3,3 сигма. В текущем исследовании статистическая значимость обнаружения гидрида хрома составляет 5,6 сигма, что делает WASP-31b первой экзопланетой с подтвержденным наличием гидрида металла. Авторы отмечают, что текущие возможности наземной спектроскопии высокого разрешения для поисков гидридов и оксидов металлов на других экзопланетах ограничены и для новых открытий стоит использовать космические телескопы, такие как «Джеймс Уэбб», а также будущие крупные наземные телескопы следующего поколения. Ранее мы рассказывали о том, как астрономы впервые отыскали барий, самарий и тербий в атмосферах ультрагорячих юпитеров — это самые тяжелые найденные на сегодня элементы в атмосферах экзопланет.