Астрономы определили необычную планетную систему вокруг звезды TOI-201. Зонд НАСА TESS обнаружил сигналы наряду с наземными наблюдениями, проведенными на Антарктическом плато. Набор объединяет три совершенно разных тела, которые динамически взаимодействуют.
Исследование, опубликованное на этой неделе, подтверждает детали, которые отличают эту систему от других, уже известных. Звезда находится примерно в 370 световых годах от Земли, в созвездии Пиктора. Это тип F, масса и диаметр примерно в 1,3 раза больше Солнца, а возраст оценивается примерно в 870 миллионов лет.
Скалистая суперЗемля завершает орбиту менее чем за шесть дней
Самая внутренняя планета, получившая обозначение TOI-201 d, классифицируется как суперземля. Его радиус примерно в 1,39 раза больше земного, а масса примерно в 5,8 раза больше земной. Орбитальный период составляет 5,85 земных суток.
Расчетная плотность составляет около 11 грамм на кубический сантиметр. Это указывает на скальный состав с возможным плотным ядром. Орбита имеет умеренный эксцентриситет 0,3. Планета расположена слишком близко к звезде, поэтому на ней слишком жарко для жидкой воды на поверхности.
Гигант горячего газа вращается вокруг своей орбиты каждые 53 дня.
TOI-201 b — газовый гигант с массой, эквивалентной примерно половине массы Юпитера. Орбитальный период составляет 53 дня. Этот тип мира классифицируется как горячий или теплый Юпитер, поскольку он вращается дальше, чем очень горячие Юпитеры, но все же на относительно коротких расстояниях.
Планета имеет орбиту с умеренным эксцентриситетом. Астрономы отслеживали изменения во времени транзитов, чтобы понять возмущения, вызванные другими телами. Данные о лучевой скорости помогли уточнить массу до ближайших 0,52 плюс-минус 0,02 массы Юпитера.
- TOI-201 d: скалистая суперЗемля, период 5,85 дней, масса примерно в 5,8 раза больше земной.
- TOI-201 b: газовый гигант, период 53 дня, масса примерно в 0,52 раза больше Юпитера.
- TOI-201 c: массивный спутник с периодом около 2890 дней, массой примерно в 15,7 раза больше Юпитера.
Внешний спутник с длинной эллиптической орбитой влияет на всю систему.
Третий компонент, TOI-201 c, имеет орбитальный период примерно 2890 дней, или почти восемь земных лет. Его масса в 15,7 раз превышает массу Юпитера, что ставит его в ряд коричневых карликов, чуть выше предела горения дейтерия. Орбита сильно эксцентричная, ее значение составляет 0,65.
Эта вытянутая конфигурация заставляет объект приближаться к звезде на расстояниях меньших орбиты Марса в одних точках и удаляться дальше от орбиты Юпитера в других. Частичный транзит, обнаруженный в данных TESS, позволил нам подтвердить его наличие. Ожидается, что следующий проход в зону прямой видимости произойдет в марте 2031 года.
Различные наклонения вызывают наблюдаемые изменения внутренних орбит.
Планеты не имеют одной и той же орбитальной плоскости. Отсутствие компланарности в сочетании с массами и расстояниями вызывает сильные гравитационные взаимодействия. Внешний спутник оказывает воздействие на внутренние миры, что со временем меняет ориентацию их орбит.
По оценкам астрономов, нынешняя конфигурация видимых транзитов должна длиться около 200 лет. После этого внутренние планеты больше не будут пересекать лицо звезды с точки зрения Земли в течение тысяч лет. Динамическое моделирование указывает на колебания типа фон Цейпеля-Козаи-Лидова как на основной механизм.
Телескоп АСТЭП в Антарктиде способствовал точным измерениям
Проект ASTEP, установленный на станции Конкордия, зафиксировал транзиты, сопровождаемые длинными полярными ночами. Обсерватория расположена на леднике глубиной 3,2 километра и имеет стабильные условия видимости. В партнерстве приняли участие команды из Бирмингемского университета, Обсерватории Лазурного берега и других учреждений.
Дополнительные данные поступили из сети LCOGT в разных полушариях и от таких спектрографов, как CORALIE, HARPS и PFS. Комбинация транзитной фотометрии, изменений времени прохождения, лучевых скоростей и астрометрии позволила составить карту системы в трех измерениях. Работу возглавил Исмаэль Мирелес из Университета Нью-Мексико.
Статья появилась в журнале Science Advances 15 апреля. Открытие подтверждает, что планетарные системы могут иметь очень разнообразную архитектуру вскоре после формирования. В Солнечной системе планеты почти все копланарные, но здесь каждое тело следует разным параметрам.
Астрономы продолжают следить за системой, чтобы уточнить параметры. Следующий транзит внешнего объекта предоставит дополнительную возможность наблюдения. Подобные исследования помогают тестировать модели формирования и эволюции множества систем.