Телескоп TESS подтвердил открытие каменистой суперземли TOI-4616 b у близлежащего красного карлика

Международная группа астрономов под руководством Фрэнсиса Цонг Ланга из Бернского университета (Швейцария) с помощью телескопа Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) обнаружила новую экзопланету. Этот инопланетный мир, получивший обозначение TOI-4616 b, вращается вокруг близлежащей звезды — карлика типа M4 (красного карлика), расположенной на расстоянии около 91,8 светового года от Земли. Результаты исследования, подтверждающие планетарную природу объекта и его параметры, были опубликованы на сервере arXiv.

Космический телескоп TESS, запущенный в 2018 году, продолжает выполнять свою основную задачу — сканирование примерно 200 000 самых ярких звезд в окрестностях Солнца с целью поиска транзитных экзопланет. За время работы миссии аппарат идентифицировал более 7900 кандидатов, известных как объекты интереса TESS (TOI), причем 760 из них уже получили статус подтвержденных планет. В фокусе внимания исследователей часто оказываются близлежащие карликовые звезды спектрального класса M, и TOI-4616 не стала исключением. Первоначально TESS зафиксировал характерный транзитный сигнал на кривой блеска этой звезды, демонстрирующий периодичность приблизительно в 1,5 дня.

Для подтверждения природы этого сигнала группа астрономов под руководством Фрэнсиса Цонг Ланга из Бернского университета провела комплекс последующих наблюдений. Ученые объединили фотометрические данные TESS с наземными многодиапазонными наблюдениями транзита, изображениями высокого разрешения, а также оптической и ближнеинфракрасной спектроскопией. Такой комплексный подход позволил не только верифицировать планетарное происхождение сигнала, но и точно определить ключевые параметры системы.

«Мы сообщаем об обнаружении и статистической проверке TOI-4616 b, планеты размером с Землю, проходящей перед близлежащей карликовой звездой средней группы M, наблюдаемой телескопом TESS. Мы подтверждаем планетарную природу сигнала и определяем параметры системы, комбинируя фотометрию TESS с наземными многодиапазонными наблюдениями транзита, изображениями высокого разрешения и оптической/ближнеинфракрасной спектроскопией», — пояснили исследователи в своей работе.

Согласно полученным данным, радиус TOI-4616 b составляет примерно 1,22 радиуса Земли, что делает эту экзопланету немного больше нашей планеты. Масса новооткрытого мира оценивается в диапазоне от 1,5 до 3,0 масс Земли. Планета совершает полный оборот вокруг своей родительской звезды всего за 37,2 часа, то есть один год на ней длится менее двух земных суток. Из-за столь близкого расположения к звезде равновесная температура на поверхности TOI-4616 b достигает 525 кельвинов (около 252 градусов Цельсия).

Анализ физических характеристик позволил астрономам сделать вывод, что TOI-4616 b, скорее всего, является каменистой планетой. Они классифицировали ее как планету земного размера, вращающуюся вокруг карликовой звезды средней подгруппы M. Исследователи полагают, что первичная водородно-гелиевая оболочка этой экзопланеты была эффективно разрушена под воздействием излучения звезды. Тем не менее у нее могла сохраниться компактная вторичная атмосфера. Ученые отмечают, что будущие наблюдения с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST) с использованием метода спектроскопии пропускания могли бы выявить атмосферные особенности TOI-4616 b, если такая вторичная атмосфера действительно существует.

Что касается характеристик родительской звезды TOI-4616, то это карлик типа M4, который примерно на 19% меньше и легче Солнца. Ее эффективная температура оценивается в 3150 кельвинов, а металличность составляет около -0,32 dex, что указывает на относительно низкое содержание тяжелых элементов по сравнению с Солнцем. Возраст звезды, по оценкам ученых, лежит в пределах от 300 до 800 миллионов лет, что делает систему сравнительно молодой.

Таким образом, в результате проведенного исследования международной группой астрономов было подтверждено открытие экзопланеты TOI-4616 b. Эта каменистая планета размером почти с Землю, обращающаяся вокруг близлежащего M-карлика, представляет собой ценный объект для дальнейших сравнительных исследований планет земной группы. Благодаря своим характеристикам и относительной близости к Солнцу, данная система может стать важной эталонной целью для будущих атмосферных наблюдений с помощью телескопа «Джеймс Уэбб».