Роботизированный телескоп нашел три горячих юпитера с распухшими атмосферами

Система роботизированных телескопов NGTS открыла четыре новых горячих юпитера. Все они обращаются вокруг звезд, очень похожих на Солнце, а три новооткрытых планеты обладают распухшими из-за излучения звезд атмосферами. Ожидается, что полученные данные позволят ученым доработать модели эволюции экзопланет. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

Горячие юпитеры представляют собой класс газовых гигантов, размером с Юпитер, расположенных очень близко к своим звездам (периоды обращения менее десяти дней). Подобные экзопланеты очень удобно открывать как транзитным методом, так и методом радиальных скоростей. Для астрономов горячие юпитеры представляют интерес по многим причинам, в частности из-за сложных химических и динамических процессов, идущих в их атмосферах, нагретых до высоких температур из-за близости звезды, а также как объекты для изучения механизмов планетарной миграции. 

Еще одной любопытной, но малоизученной особенностью горячих юпитеров является тот факт, что многие из изученных планет имеют радиусы, которые больше, чем предсказывалось в теории. Текущие модели, которые учитывают как излучение от звезды, так и долю тяжелых элементов в атмосферах горячих газовых гигантов, пока что не могут в полной мере объяснить свойства всех наблюдаемых экзопланет подобного класса, поэтому ученым необходимо увеличивать выборку, открывая новые объекты.

Группа астрономов во главе с (Rosanna H. Tilbrook) сообщила об открытии четырех новых горячих юпитеров при помощи наземной системы NGTS (The Next-Generation Transit Survey), состоящей из двенадцати роботизированных широкоугольных 20-сантиметровых телескопов, которая находится в Чили. Наблюдения велись в 2017-2018 годах, в дальнейшем ученые также использовали данные наблюдений космического телескопа TESS, однометрового телескопа Южноафриканской астрономической обсерватории и спектрографов HARPS, CORALIE и FEROS, установленных на телескопах Европейской южной обсерватории.

Все найденные экзопланеты обращаются вокруг солнцеподобных звезд, массы которых лежат в диапазоне от 0,995 до 1,003 массы Солнца, а радиусы — в диапазоне от 0,954 до 1,392 радиуса Солнца. NGTS-15b, расположенная в 2600 световых годах от нас, оказалась самой маленькой из новооткрытых объектов — ее радиус составляет 1,1 радиуса Юпитера. Год на этой экзопланете длится 3,27 земных дня, а ее равновесная температура составляет 1146 кельвинов. NGTS-15b находится на среднем расстоянии 0,044 астрономических единиц от звезды, возраст которой оценивается в 3,28 миллиарда лет, и обладает массой 0,751 массы Юпитера.

NGTS-16b, находящаяся в 2900 световых годах от Земли, стала самой крупной из найденных экзопланет — ее радиус составляет 1,3 радиуса Юпитера. Масса экзопланеты была оценена в 0,667 массы Юпитера, а равновесная температура — в 1177 кельвинов. Год на NGTS-16b длится 4,84 земных дня, она находится на среднем расстоянии 0,05 астрономических единиц от своей звезды, возраст которой оценивается в 10,29 миллиарда лет.

Масса NGTS-17b оказалась равна 0,764 массы Юпитера, а радиус — 1,24 радиуса Юпитера. Этот горячий юпитер находится на расстоянии 3400 световых лет от Солнца, в системе, возрастом 9,22 миллиарда лет, год на нем длится 3,24 земных дня. Планета находится на среднем расстоянии 0,04 астрономических единиц от звезды, а ее равновесная температура была оценена в 1457 кельвинов.

Наконец, последняя найденная астрономами экзопланета находится в 3600 световых годах от Солнца, у звезды возрастом 10,84 миллиарда лет. Масса NGTS-18b оказалась равна 0,409 массы Юпитера, а радиус — 1,21 радиуса Юпитера. Планета находится на среднем расстоянии 0,045 астрономических единиц от звезды, а ее равновесная температура была оценена в 1381 кельвинов. Год на NGTS-18b длится 3 земных дня.

Ученые отмечают, что NGTS-16b, NGTS-17b и NGTS-18b находятся достаточно близко к своим светилам, чтобы начал работать теоретически предсказанный механизм распухания их атмосфер под действием излучения звезд. Ожидается, что включение их в текущую выборку позволит доработать модели эволюции подобных экзопланет.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы не нашли рэлеевского рассеяния в атмосфере горячего юпитера, однако отыскали в газовых оболочках подобных экзопланет калий и гидрид хрома и подтвердили, что на ультрагорячем юпитере WASP-76b идут железные дожди.

Александр Войтюк