Астрономы обнаружили два субнептуна в три раза больше Земли

Благодаря космическому телескопу TESS ученые могут наблюдать транзиты самых ярких светил нашей Галактики — когда планета проходит перед звездой, возникают регулярные «провалы» в яркости. За время своей работы начиная с запуска в апреле 2018 года этот астрономический инструмент помог найти свыше 7300 кандидатов в экзопланеты (так называемых TOI), из которых 595 подтвердили с помощью других наблюдений. 

Теперь зафиксированные с помощью TESS изменения яркости звезды TOI-6054, которая начала переходить в стадию субгиганта (то есть необходимый для ядерного синтеза водород заканчивается), сделали ее подходящей целью для дополнительного спектроскопического исследования, реализованного в рамках программы OrCAS. Наличие двух экзопланет, вращающихся вокруг звезды возрастом 6 миллиардов лет, подтвердили при помощи спектрографа NEID, установленном на трех с половиной метровом телескопе WIYN, расположенном в Аризоне (США).

В статье, опубликованной на сервере препринтов Корнелльского университета, международная исследовательская группа под руководством Максвелла А. Крофта (Maxwell A. Kroft) из Висконсинского университета в Мэдисоне (США) сообщила, что обе планеты представляют собой субнепутны — миры, размеры которых находятся в промежутке между Землей и Нептуном. Первая экзопланета (TOI-6054b) совершает полный оборот своей вокруг звезды за 7,5 суток, а вторая (TOI-6054c) за 12,56 суток. Их радиусы составляют порядка 2,6-2,8 земного, а массы — 9-12 земных. 

Поскольку TOI-6054 на протяжении нескольких сотен миллионов лет расширяется и становится все более яркой, оба субнептуна получают в 300-600 раз больше излучения от звезды, чем Земля от Солнца. Более того, их периоды обращения вокруг родительской звезды синхронизированы за счет гравитационного взаимодействия.

Расчеты также показали, что из-за сильного нагрева субнептун TOI-6054b, вероятно, теряет свою атмосферу. Проверить этот процесс можно, наблюдая за спектральной линией гелия (возникает при переходах электронов в атомах гелия из одного энергетического уровня на другой) и линией Лайман-альфа (резонансной линии водорода) — при интенсивном «сдувании» атмосферы следы этих линий будут хорошо заметны в спектре.

Астрономы отметили, что звезда TOI-6054 достаточно яркая, наблюдения с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» и других астрономических инструментов могут помочь детально проанализировать химический состав атмосфер обеих планет.  

Дальнейшие исследования способны пролить свет на формирование субнепутнов и проверить, как именно звездная эволюция влияет на свойства планет. В частности, анализ газового состава TOI-6054b и TOI-6054c позволит выяснить «универсальность» механизма формирования подобных миров и роль миграции планет на ранних этапах эволюции планетных систем.