Телескоп TESS отыскал «запрещенного» экзогиганта у маломассивной карликовой звезды

Космический телескоп TESS обнаружил второго известного короткопериодического экзогиганта у очень маломассивного красного карлика. Пока что теории не могут объяснить его происхождение, так как это требует либо очень массивного околозвездного диска, либо чрезвычайно эффективной аккреции. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.

К настоящему времени открыто много планет у красных карликов, однако подавляющее большинство этих объектов меньше Нептуна. Модель образования планет за счет аккреции вещества протопланетного диска на твердое ядро предсказывает, что планет-гигантов, особенно короткопериодических, у маломассивных звезд должно быть очень мало, а в случае красных карликов поздних спектральных типов, обладающих массами менее половины массы Солнца, их быть не должно. Однако уже известно несколько подобных экзогигантов, в основном, у карликовых звезд ранних типов, и каждый новый такой объект важен для астрономов, пытающихся объяснить природу этих планет при помощи новых моделей.

Группа астрономов во главе с Мелиссой Хобсон (Melissa J. Hobson) из Института астрономии общества Макса Планка сообщила о втором известном случае обнаружения экзогиганта у красного карлика позднего спектрального типа TOI-3235. Вначале экзопланета была найдена транзитным методом при помощи космического телескопа TESS, затем открытие было подтверждено как транзитным методом, так и методом радиальных скоростей при помощи спектрографа ESPRESSO и телескопов HATSouth, MEarth-South, TRAPPIST-South, LCOGT и ExTrA.

TOI-3235 обладает массой 0,393 массы Солнца, радиусом 0,369 радиуса Солнца и эффективной температурой 3389 кельвинов. Звезда находится на расстоянии около 236 световых лет от Солнца и относится к спектральному типу M4. Стоит отметить, что масса звезды очень близка к критической массе, при которой звезда из частично конвективной становится полностью конвективной, лишаясь зоны лучистого переноса.

Вокруг светила обращается экзопланета TOI-3235b с массой 0,665 массы Юпитера, радиусом 1,017 радиусов Юпитера и средней плотностью, сравнимой с плотностью Сатурна. Орбитальный период экзогиганта составляет 2,592 дня, а равновесная температура — 604 кельвина.

Если применять к найденной экзопланете модель аккреции на ядро, то, в зависимости от эффективности этого процесса, требуемая масса диска для TOI-3235b составляет около 2–23 процентов от массы родительской звезды. Таким образом, для образования этой планеты нужен либо очень массивный околозвездный диск, либо очень высокая эффективность аккреции. Ученые надеются, что будущие спектроскопические исследования этого экзогиганта на предмет изучения его атмосферы помогут наложить ограничения на модели его формирования и миграции к звезде.

Ранее мы рассказывали о том, как TESS нашел экзопланету без смены времени суток в обитаемой зоне красного карлика