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

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Астрономы обнаружили радиационный пояс у коричневого карлика

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.