Астрономы описали суперземли с мантией из воды
Это новый вид экзопланет
Астрономы описали новый тип экзопланет, найденный в системе красного карлика Kepler-138. Это оказались тела, похожие на суперземли, однако богатые летучими веществами и обладающие мантией из воды. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.
Считается, что экзопланеты с радиусами меньше 1,7 радиуса Земли, в основном, представлены скалистыми телами, которые получили обозначение суперземель. Это подтверждается уже определенными свойствами суперземель, найденных у близких к Солнцу звезд. Тем не менее, в теории возможны разные варианты внутреннего строения суперземель, которые необходимо проверять на практике, для чего требуется увеличивать выборку известных экзопланет и определять их физические параметры.
Группа астрономов во главе с Кэролайн Пиоле (Caroline Piaulet) из Института исследований экзопланет Университета Монреаля сообщила об открытии нового типа экзопланет в системе Kepler-138, которая содержит четыре планеты и красный карлик и находится на расстоянии 218 световых лет от Солнца. Ученые анализировали данные наблюдений за транзитами экзопланет Kepler-138c и Kepler-138d по родительской звезде, полученные при помощи космических телескопов «Хаббл» и «Спитцер», а также данные по динамике лучевой скорости звезды, полученные прибором HIRES на наземном телескопе Кека.
Измеренная масса Kepler-138c составила 2,3 массы Земли, а Kepler-138d — 2,1 массы Земли. При радиусах 1,51 радиуса Земли это дает среднюю плотность в 3,6 грамма на кубический сантиметр. Орбитальные периоды планеты составляют 13 и 23 земных дня, а эффективные температуры — 410 и 345 кельвин.
Ученые пришли к выводу, что планеты не вписываются в модель тела, состоящего только из горных пород, а больше похожи на водные миры. Они больше напоминают по своему составу ледяные спутники планет-гигантов, а не планеты земной группы в Солнечной системе. В частности, 11 процентов массы (и 51 процент объема) Kepler-138d составляют летучие вещества, в основном вода, которая образует мантию, покрывающую ядро из железа и силикатов. Над мантией, которая простирается до глубины в две тысячи километров, располагается плотная атмосфера, содержащая водяной пар.
Ранее мы рассказывали о том, как астрономы отыскали наилучшего кандидата в экзопланету-океан.
В теории их быть не должно
Астрономы обнаружили сразу две крупные экзопланеты у очень маломассивного красного карлика. Такое открытие не вписывается в стандартные теории формирования планет, которые предсказывают отсутствие таких экзогигантов. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org. Считается, что маломассивные звезды очень редко формируют вокруг себя крупные планеты, а в случае очень легких красных карликов, с массами менее 0,2-0,4 массы Солнца, процесс образования гиганта в протопланетном диске, согласно стандартной модели аккреции вещества на твердое ядро, идти не должен. Однако на сегодняшний день уже известна малочисленная, но существующая в реальности популяция экзогигантов вокруг звезд с малой массой, которая начала формироваться 25 лет назад, когда была открыта экзопланета GJ 876b. Поиск таких тел важен для уточнения теоретических моделей и обоснования исключений из них. Группа астрономов во главе с Хосе-Мануэлем Альменарой (Jose-Manuel Almenara) из Университета Гренобль-Альпы сообщила об открытии сразу двух крупных экзопланет на орбитах вокруг маломассивной звезды. Речь идет о красном карлике TOI 4860, наблюдения за которым велись при помощи транзитного метода космическим телескопом TESS и наземным телескопом ExTrA, а также метода радиальных скоростей при помощи спектрографов SPIRou и ESPRESSO, установленных на наземных телескопах. TOI 4860 относится к спектральному классу M3.5V, обладает массой 0,34 массы Солнца и радиусом 0,354 радиуса Солнца и находится на удалении 262,2 светового года от Солнца. Звезда характеризуется повышенной металличностью, демонстрирует низкий уровень активности, а ее возраст оценивается примерно в четыре миллиарда лет. Существование TOI-4860b было подтверждено, эта транзитная экзопланета обладает массой 0,273 массы Юпитера и радиусом 0,766 радиуса Юпитера, и, скорее всего, похожа на Сатурн. Она находится на близкой к круговой орбите с периодом 1,52 дня и средним расстоянием до звезды в 0,0181 астрономической единицы, а ее эффективная температура составляет 694 кельвина. Судя по близости к звезде, форма планеты должна искажаться приливными силами, а орбита будет уменьшаться со временем. Экзогигант представляется интересной целью для дальнейших наблюдений, в том числе спектроскопических исследований атмосферы. TOI-4860с пока что остается кандидатом в экзопланету. Ее орбита характеризуется вытянутостью (эксцентриситет 0,657), длиной большой полуоси 0,776 астрономической единицы и периодом 426,9 дня, при этом сама экзопланета не транзитная и обладает минимальной массой 1,66 массы Юпитера. Ранее мы рассказывали о том, как ученые нашли аномально долгопериодического экзогиганта у близкой к Солнцу звезды.
