Астрономы отыскали сильно распухший горячий сатурн у солнцеподобной звезды

Астрономы обнаружили два новых экзогиганта у солнцеподобных звезд. Ими стали немного распухший горячий юпитер у старой солнцеподобной звезды и аномально пухлый горячий сатурн у более молодой солнцеподобной звезды. Статья опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.

Горячие сатурны представляют собой популяцию газовых гигантов с массами от 0,2 до 0,4 массы Юпитера, орбитальными периодами менее десяти дней и объемными плотностями менее одного грамма на кубический сантиметр. Благодаря большим размерам их удобно искать, а для планетологов они интересны по нескольким причинам. Во-первых, они могут помочь разобраться в природе горячих юпитеров, чьи радиусы больше 0,6 радиуса Юпитера, а орбитальные периоды меньше шести дней. Во-вторых, горячие сатурны позволяют лучше разобраться в механизме формирования планет за счет безудержной аккреции газа из протопланетного диска на твердое ядро. В-третьих, не наблюдается горячих сатурнов с плотностью менее одной десятой грамма на кубический сантиметр, что может говорить о том, что слишком распухшие тела такого рода переживают неуправляемую потерю массы из атмосферы.

Группа астрономов во главе с Франсуа Буши (François Bouchy) из Женевской обсерватории сообщила, что обнаружила новые горячий сатурн и горячий юпитер. Первоначально транзитным методом их нашла наземная система роботизированных телескопов NGTS (The Next-Generation Transit Survey). Затем за системами наблюдал космический телескоп TESS и ряд наземных телескопов, в том числе спектрографы CORALIE, FEROS и HARPS, благодаря которым удалось подтвердить открытия и оценить массы экзопланет методом радиальных скоростей.

Возраст NGTS-26 составляет 11,5 миллиарда лет. Звезда готовится стать красным гигантом, сходя с главной последовательности. Светило относится к типу G6, обладает массой 0,96 массы Солнца, светимостью 1,2 солнечной и находится на удалении в 3,6 тысячи световых лет от Солнца. Вокруг нее обращается экзопланета с массой 0,59–0,07 массы Юпитера при радиусе в 1,4 радиуса Юпитера. Ее орбитальный период составляет 3,37 дня.

NGTS-27 моложе (7,9 миллиарда лет), классифицируется как тип G3 и обладает массой 1,07 массы Солнца. Вокруг нее с периодом 4,52 дня вращается экзогигант с массой 0,29 массы Юпитера и радиусом 1,33 радиуса Юпитера.

Обе экзопланеты подвергаются мощнейшему облучению со стороны своих звезд с максимальным значением 2,28×10⁶ ватт на квадратный метр, что более чем в тысячу раз больше уровня излучения, получаемого Землей от Солнца. Теоретические модели дают расчетные значения радиусов NGTS-26b и NGTS-27b в 1,05 и 1,19 радиуса Юпитера, соответственно, что меньше, чем наблюдается, причем NGTS-26b выступает одним из крупнейших объектов среди экзогигантов аналогичной массы. Равновесные температуры и высоты атмосфер NGTS-26b и NGTS-27b составляют 1331 и 1783 кельвинов и 1200 и 940 километров, соответственно. Предполагается, что на сильную раздутость экзогигантов может влиять повышенная металличность. Кроме того, нельзя также не учитывать большой возраст систем, а NGTS-26b может обладать относительно легким ядром. В случае NGTS-27b возможно наличие достаточно массивного ядра.

Ранее ученые впервые получили прямое доказательство протекания фотохимических реакций в атмосфере экзопланет благодаря горячему сатурну.