Телескоп TESS отыскал две суперземли у края обитаемой зоны маломассивных красных карликов

Космический телескоп TESS обнаружил две суперземли у относительно близких к Солнцу красных карликов. Обе экзопланеты находятся у внутреннего края обитаемой зоны, а также вблизи границ «зазора Фултона», что делает их интересными целями для дальнейших исследований. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

Чем больше становятся выборки известных экзопланет различных типов, тем больше потенциальной информации получают ученые для составления картины их свойств, природы и эволюционных путей. В частности, для экзопланет меньших, чем Нептун, и больших, чем Земля, с орбитальными периодами менее ста дней, известны две статистические аномалии. Первая обозначается «зазором Фултона» и отмечает дефицит экзопланет с радиусами от полутора до двух радиусов Земли, разделяющий суперземли и мини-нептуны. Вторая аномалия называется «долиной плотности» и проявляется в виде трех пиков в распределении плотностей экзопланет, отмечающих скалистые суперземли, богатые водой экзопланеты и субнептуны с атмосферами из легких газов. Существует ряд теорий, объясняющих эти аномалии, которые нуждаются в подтверждении экзопланетами с точно измеренными параметрами. Интересно также оценить свойства экзопланет таких типов, попадающих в границы обитаемой зоны, которые получают поток излучения от звезды на уровне между Землей и Венерой.

Группа астрономов во главе с Мурадом Гачуи (Mourad Ghachoui) из Льежского университета сообщила об обнаружении двух суперземель у двух красных карликов спектрального типа M. Первоначально кандидатов в экзопланеты обнаружил транзитным методом телескоп TESS, затем открытие было подтверждено по фотометрическим данным с наземных телескопов и по данным колебаний лучевой скорости звезды, полученных при помощи спектрографов, установленных на телескопах IRTF и телескопе Дональда Шейна в Ликской обсерватории.

TOI-6002 расположена на расстоянии 104 световых лет от Солнца, радиус звезды составляет всего 0,24 солнечного, а масса — 0,21 солнечной. Вокруг нее с периодом 10,9 дня обращается экзопланета с радиусом 1,65 радиуса Земли, которая получает от звезды поток излучения в 1,77 раза превосходящий поток излучения, получаемый Землей от Солнца.

TOI-5713 расположена на расстоянии 133 световых лет от Солнца, масса светила составляет 0,26 массы Солнца, а радиус — 0,29 радиуса Солнца. Вокруг звезды обращается экзопланета, чей радиус составляет 1,77 радиуса Земли, уровень облучения звездой составляет 2,42 потока излучения, получаемого Землей от Солнца.

Точные массы экзопланет будут измерены в дальнейшем, при помощи метода радиальных скоростей. Предсказываемые на основе моделей внутреннего строения объемные плотности помещают TOI-5713b в зону экзопланет, богатых водой, а TOI-6002b может быть как скалистым телом, так и телом, богатым водой. Равновесные температуры TOI-5713b и TOI-6002b составляют 347 и 321 кельвин. Они могут оказаться одними из самых больших известных скалистых экзопланет или же одними из самых маленьких экзопланет, богатых водой.

Обе экзопланеты не попадают в обитаемые зоны своих звезд, однако находятся у их внутренних краев. Кроме того, они находятся вблизи двух границ «зазора Фултона», одна из которых описывается моделью потери атмосферы экзопланетами за счет высокоэнергетического рентгеновского и ультрафиолетового излучения звезд, а другая — моделью потери атмосферы из-за тепловыделения или моделью формирования в среде, бедной газом.

Ранее TESS отыскал самую близкую к Земле молодую землеподобную экзопланету.