Открытие TOI-7475b: новый массивный горячий экзо-Юпитер

Группа астрономов из Университета Адама Мицкевича в Польше под руководством В. Димитрова сообщила об открытии новой экзопланеты TOI-7475b. Объект представляет собой горячий юпитер с массой около 12 масс Юпитера, который обращается вокруг звезды, похожей на Процион. Исследование основано на данных космического телескопа TESS и спектральных наблюдениях, выполненных на 0,5-метровом телескопе PST1. Препринт работы опубликован на сервере arXiv, статья отправлена в журнал Acta Astronomica.

В последние годы астрономы нашли тысячи планет за пределами Солнечной системы, и многие из них были открыты с помощью космического телескопа TESS, который охотится за транзитами — периодическими затемнениями звезды, когда планета проходит перед ее диском. Один из таких кандидатов, TOI-7475.01, привлек внимание ученых своей глубокой затменной кривой и коротким периодом, всего 3,25 дня. Ученые решили провести первое спектроскопическое подтверждение этой планеты, чтобы точно измерить ее массу и проверить, действительно ли это планета, а не ложный сигнал.

Звезда, вокруг которой вращается планета, находится на расстоянии около 119 световых лет от нас. Это довольно горячая звезда класса F5 с температурой поверхности около 6550 кельвинов, что немного горячее Солнца. Ее масса оценивается в 1,48 солнечной, а радиус в 1,84 радиуса Солнца. Интересно, что звезда оказалась чуть крупнее, чем типичная звезда главной последовательности, что может указывать на ее молодой возраст или на то, что она постепенно эволюционирует в сторону субгиганта.

Для наблюдений ученые использовали 24 спектра высокого разрешения, полученные на телескопе PST1. Измерения лучевых скоростей показали, что звезда колеблется с амплитудой около 2,5 км/с — это очень большое значение, которое сразу же выдало присутствие массивного спутника. При этом кривая скоростей оказалась не синусоидальной, а асимметричной, что стало первым признаком того, что орбита планеты не круговая, а вытянутая, с эксцентриситетом около 0,16.

Совместный анализ фотометрических данных TESS и новых спектральных измерений позволил построить модель системы. Оказалось, что планета TOI-7475b имеет массу 12 масс Юпитера, что ставит ее на верхнюю границу планетного диапазона и делает почти «коричневым карликом». Ее радиус составляет 1,23 радиуса Юпитера, а плотность более чем в 6 раз выше юпитерианской, что говорит о сильном сжатии из-за близости к звезде. Планета находится всего в 0,049 астрономических единицах от нее (примерно в 7 раз ближе, чем Меркурий к Солнцу), поэтому ее атмосфера разогрета до равновесной температуры около 1700 кельвинов.

Однако при построении модели возникла загадка: фаза транзита в фотометрии не совпала с фазой, предсказанной по радиальной скорости. Это расхождение нельзя было объяснить ошибкой в периоде — он известен с высокой точностью. Ученые предположили, что причина в вековом движении периастра, то есть медленном повороте вытянутой орбиты в пространстве. Такое явление часто встречается в молодых системах с сильными приливными взаимодействиями. При этом вторичного транзита, прохождения планеты за звездой, заметить не удалось, что указывает на низкое альбедо планеты, то есть она почти не отражает свет.

Интересно, что сама звезда показывает небольшие нерегулярные колебания блеска вне транзита, амплитудой около 0,001 величины, что, вероятно, связано с ее собственной активностью. Предсказанные эллипсоидальные вариации из-за приливов имеют гораздо меньшую амплитуду и пока не видны на фоне звездного шума. Также в работе отмечено, что система является отличной целью для будущих более точных измерений, поскольку звезда яркая (8,6 звездной величины), транзит глубокий, а амплитуда лучевых скоростей одна из самых больших среди горячих юпитеров, уступая лишь рекордсмену WASP-18b.

В итоге астрономы подтвердили, что объект TOI-7475b — это массивный горячий юпитер с массой в 12 раз больше юпитерианской, обращающийся по вытянутой орбите вокруг молодой звезды, похожей на Процион. Открытие сделано на основе данных TESS и собственных спектральных наблюдений. Система интересна не только рекордной амплитудой радиальных колебаний, но и возможным вековым движением орбиты, что делает ее ценной для дальнейшего изучения эволюции горячих юпитеров и их взаимодействия со звездами.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях