Астрономы отыскали две суперземли-компаньона у субземли с огромным железным ядром
И уточнили массу самой субземли
Астрономы обнаружили еще два кандидата в скалистые суперземли у красного карлика GJ 367, обладающего необычной субземлей с железным ядром. Заодно ученые уточнили параметры субземли — она оказалась массивнее и меньше, чем считалось ранее. Препринт работы доступен на arXiv.org.
Обновлено: 14 сентября 2023 года статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.
К экзопланетам с ультракоротким периодом обращения относятся тела, чей орбитальный период составляет меньше суток. На сегодняшний день достоверно известно о существовании 132 экзопланет с ультракоротким периодом и лишь для 36 из них определены масса и радиус. Этого мало, чтобы тщательно проверить и уточнить модели формирования и эволюции таких объектов, которые могут быть скалистыми или нептуноподобными телами, либо горячими газовыми гигантами.
Группа астрономов во главе с Элизой Гоффо (Elisa Goffo) из Туринского университета опубликовала результаты анализа данных новых наблюдений за системой красного карлика GJ 367 при помощи спектрографа HARPS, установленного на 3,6-метровом телескопе Европейской южной обсерватории и измерявшего колебания лучевой скорости звезды.
GJ 367 обладает массой 0,45 массы Солнца, радиусом 0,45 радиуса Солнца и находится на расстоянии в 31 световой год от нашей звезды. Светило известно тем, что в 2021 году у него была обнаружена необычная субземля GJ 367b с периодом обращения 7,7 часа, которая может обладать крупным железным ядром.
В результате исследователи обнаружили, что в системе есть два новых кандидата в экзопланеты, которые могут быть суперземлями и являются нетранзитными (не проходят по диску звезды). Минимальные массы GJ 367c и GJ 367d составляют 4,13 и 6,03 массы Земли, возможные радиусы — примерно 1,6 и 1,7 радиуса Земли, а орбитальные периоды — 11,5 и 34 дня соответственно.
Ученые также уточнили свойства субземли GJ 367b, которая оказалась массивнее, чем считалось ранее. Масса экзопланеты составляет 0,633 массы Земли при радиусе 0,699 радиуса Земли, что дает значением объемной средней плотности в 10,2 грамм на кубический сантиметр. Такое значение плотности на 85 процентов больше средней плотности Земли и объясняется наличием более крупного, чем считалось ранее, железного ядра — по новым оценкам его радиус составляет 91 процент от радиуса планеты.
Пока неясно, как именно могла образоваться такая экзопланета, однако есть гипотеза, что в прошлом GJ 367b пережила крупные столкновения с другими телами и потеряла большую часть своей мантии, а затем подверглась удалению внешних слоев под действием излучения звезды.
Ранее мы рассказывали, как сплющенный сверхгорячий юпитер оказался похож по строению на Юпитер.
Модель фотоиспарения атмосфер подходит меньше
Астрономы заметили, что у молодых звезд в скоплениях горячие субнептуны появляются чаще, чем у более старых звезд вне скопления. Если такая тенденция не связана со свойствами самих скоплений, то она говорит в пользу большей применимости модели убыли атмосферы экзопланет за счет нагрева ядром для объяснения явления «пустыни субнептунов». Статья опубликована в The Astronomical Journal. Одной из текущих проблем в экзопланетологии стало определение природы «пустыни субнептунов» или «зазора Фултона» — наблюдаемого недостатка короткопериодных (орбитальный период менее ста дней) экзопланет радиусом около 1,5–2 радиусов Земли. Ведущими кандидатами на объяснение этого явления стали идеи убыли первичной атмосферы планеты либо за счет фотоиспарения под действием высокоэнергетического излучением звезды, либо за счет нагрева из-за остывания ядра планеты. Для каждого механизма есть свои временные рамки, поэтому понять применимость каждого можно, исследуя различные выборки экзопланет. Группа астрономов во главе с Джесси Кристиансен (Jessie L. Christiansen) из Научного института экзопланет NASA проанализировала свойства пятнадцати горячих субнептунов из молодых звездных скоплений М44 и Гиады, обнаруженных космическим телескопом «Кеплер». Ученые определили, что частота появления горячих субнептунов у звезд промежуточного возраста (600–800 миллионов лет) спектральных классов G, K, M составляет от 79 до 107 процентов, что значительно больше, чем в случае более старых звезд (3–9 миллиардов лет) тех же спектральных классов в Млечном Пути, наблюдавшихся «Кеплером». Если уменьшение числа горячих субнептунов с возрастом является результатом эволюции планет, то высокая скорость появления этих планет в промежуточном возрасте больше соответствует модели убыли атмосферы за счет горячего ядра, чем модели фотоиспарения. Однако, если это, все же, первичные различия популяций планет в скоплениях и в других областях галактики, то мы можем иметь дело с иной зависимостью процесса формирования планет от свойств скопления или галактики. Ранее мы рассказывали о том, как ученые отыскали субнептун в обитаемой зоне красного карлика.
