Астрономы нашли «запрещенную» экзопланету
Астрономы обнаружили субнептун, который попадает по своим параметрам в «пустыню нептунов» — область на диаграмме «масса-орбитальный период», где подобных планет быть не должно. Подобные открытия позволяют ученым наложить ограничения на модели формирования и эволюции планет и объяснить их наблюдаемое распределение в планетных системах. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Если внимательно изучить свойства экзопланет, можно заметить дефицит короткопериодных (менее 2-4 дней) планет размером с Нептун и массой около одной десятой массы Юпитера. Это явление получило название «пустыня нептунов» и пока не имеет хорошего обоснования. Предполагается, что наблюдения транзитов таких планет по диску их звезд могут быть затруднены для наземных обзоров, которые открыли множество короткопериодных планет-гигантов, или же за формирование «пустыни нептунов» отвечают различные физические механизмы, такие как испарение атмосферы планеты из-за излучения звезды, остановка миграции планет в системе, убыль плотности внутри аккреционного диска на этапе формирования планетной системы или потеря планетой части своей массы из-за переполнения полости Роша.
Группа астрономов во главе с Ричардом Уэстом (Richard West) сообщила об обнаружении экзопланеты NGTS-4b, которая по своим параметрам попадает в «пустыню нептунов». Она находится в системе К-карлика, расположенного на расстоянии 282,6 парсек от Солнца, светимость которого составляет 0,44 светимости Солнца. Открытие было сделано в период с августа 2016 года по май 2017 года, в ходе наблюдательной кампании на системе NGTS (The Next-Generation Transit Survey), состоящей из двенадцати роботизированных широкоугольных 20-сантиметровых телескопов, установленных в Чили. Это самое мелкое транзитное событие из всех, увиденных с Земли. Фотометрические и спектроскопические исследования проводились на телескопах Европейской Южной обсерватории, Южноафриканской астрономической обсерватории и сети LCO (Las Cumbres Observatory).
Планета совершает один оборот вокруг звезды за 1,33 земных дня и находится на расстоянии 0,019 астрономических единиц от нее. Ее радиус оценивается в 3,18 радиусов Земли, а масса — в 20,6 масс Земли. Это дает значение средней плотности планеты 3,45 грамм на кубический сантиметр, что соответствует модели строения, включающей в себя каменное ядро, водяную оболочку и обширную атмосферу из легких газов. Эффективная температура планеты оценивается в 1650 кельвин.
Предполагается, что NGTS-4b могла оказаться в «пустыне нептунов» из-за миграции с другой орбиты в течение последнего миллиона лет, после завершения эпохи максимальной активности звезды-хозяина, либо ранее она была гораздо массивнее, и ее атмосфера до сих пор испаряется под действием излучения звезды. Новые открытия экзопланет подобного типа при помощи телескопов NGTS и TESS позволят получить гораздо более четкое представление о том, где находятся границы «пустыни нептунов» и как они зависят от параметров звезды-хозяина.
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
Он порождает радиоизлучение
Астрономы обнаружили нового кандидата во внесолнечный объект, обладающий магнитосферным радиационным поясом. Им стал ультрахолодный карлик LSR J1835+3259, порождающий вспышечное радиоизлучение за счет выбросов плазмы из пояса. Статья опубликована в журнале Science. Ультрахолодные карлики представляют собой маломассивные звезды и субзвездные объекты спектрального класса M6 и позднее. Обычно такие объекты спокойные в радиодиапазоне, однако часть из них способны порождать радиоизлучение на гигагерцовых частотах. Предполагается, что излучение может генерироваться за счет нестабильности электронно-циклотронного мазера, которая также объясняет радиоизлучение полярных сияний на планетах. Согласно альтернативной версии, оно возникает в результате синхротронных или гиросинхротронных процессов, которые идут в короне или радиационных поясах — областях внутри магнитосферы планеты, образующих магнитную ловушку для энергетических заряженных частиц (ими обладают Земля, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, а также ультрахолодный карлик J1835+3259). Группа астрономов во главе с Хуаном Батистой Климентом (Juan Bautista Climent) из Университета Валенсии сообщила, что обнаружила второй пример радиационных поясов вне Солнечной системы — ими обладает объект LSR J1835+3259, расположенный в 18,4 светового года от Солнца в созвездии Лиры. Он считается коричневым карликом (однако может быть и ультрахолодным карликом класса M8.5) и обладает радиусом Юпитера и периодом вращения 2,84 часа. Наблюдения за объектом велись при помощи наземного радиоинтерферометра со сверхдлинной базой EVN (European VLBI Network) в июне 2021 года. Наблюдения за LSR J1835+3259 выявили два всплеска радиоизлучения, мощность которых на два порядка превышает полную мощность радиоизлучения сияний Юпитера. Ученые обнаружили у карлика протяженную магнитосферу со сложной морфологией, совместимой с наличием радиационного пояса. Зона излучения простирается на примерно 6,5 радиусов карлика от карлика. При этом оценочная индукция магнитного поля в радиационном поясе во время вспышек может составлять около 18 или 170 гаусс, а средняя энергия электронов — 3-8 мегаэлектронвольт (в предположении, что карлик обладает дипольным магнитным полем с индукцией 5 килогаусс в полярных областях). Предполагается, что радиоизлучение от радиационного пояса LSR J1835+3259 возникает, когда накопленная в нем плазма не может больше удерживаться из-за быстрого вращения карлика и выбрасывается, порождая магнитные пересоединения и запуская процесс ускорения электронов. Ранее мы рассказывали о том, как было впервые зафиксировано радиоизлучение от экзопланеты.