Подробное описание молодой планеты, которая немного меньше Нептуна, дает представление о том, как такие планеты формируются и развиваются. Астрономы охарактеризовали массу, радиус и наклон орбиты планеты с помощью спектрографа HPF (Habitable-zone Planet Finder), установленного на 10-метровом телескопе Хобби-Эберли в обсерватории Макдональд в Техасе.
Планеты среднего размера, например, между Землей и Нептуном, являются одними из наиболее распространенных типов планет в Галактике, но не в нашей Солнечной системе. Несмотря на их огромное количество в Галактике, многие аспекты их образования и эволюции остаются загадкой. Новые наблюдения группы астрономов помогают пролить свет на этот процесс.
Планета, получившая название K2-25b, немного меньше Нептуна и вращается вокруг карлика M - самого распространенного типа звезд в Галактике. Первоначально он был обнаружен космическим кораблем «Кеплер», который наблюдал снижение яркости свечения родительской звезды, вызванное прохождением планеты перед своим диском относительно наблюдателя, частично блокируя свет звезды. Планета обращается вокруг звезды за 3,5 дня. Эта планетная система является членом скопления Гиады, близлежащего скопления молодых звезд с аналогичными химическими свойствами, которое образовалось около 600 миллионов лет назад, примерно в 150 световых годах от Земли.
K2-25b - одна из немногих молодых планет, вращающихся вокруг маломассивной звезды, масса и орбита которой были измерены. Интересно, что хотя планета меньше Нептуна, ее масса примерно в 1,5 раза больше его массы. Планета плотная из-за своего возраста и размера, в отличие от других молодых, короткопериодических суб-нептуновых систем, которые часто имеют низкую плотность и имеют расширенную дымящуюся атмосферу.
Наклон орбиты планеты - угол между экватором звезды и орбитой планеты - несет ценную информацию о формировании и эволюции планетных систем. Один из наиболее эффективных способов измерения наклона орбиты планеты - это изучение спектра звезд - света, который они излучают на разных длинах волн, - получаемого во время планетных транзитов. Поскольку звезда-хозяин вращается во время планетарного транзита, одна половина звездного диска «смещена в синий цвет» - ее спектр смещается в сторону более коротких волн - для наблюдателя, в то время как другая половина звезды «смещается в красную сторону» - смещение в сторону более длинных волн. Когда планета проходит перед разными областями звездного диска, она по-разному блокирует синий и красный свет, вызывая аномальное изменение скорости звезды.
«Орбита K2-25b выровнена с экватором родительской звезды, что дает представление о том, как формируются планетные системы вокруг маломассивных звезд. Наклоны орбиты только трех других планетных систем, вращающихся вокруг маломассивных звезд, были измерены. Используя большую 10-метровую апертуру Hobby-Eberly и чувствительность HPF в ближнем инфракрасном диапазоне, когда звезды с малой массой излучают большую часть своего света, мы рады возможности провести аналогичные наблюдения других карликовых планетных систем M-типа, чтобы дополнительно изучить, как как они формируются и развиваются », - сказал Суврат Махадеван, профессор астрономии и астрофизики Университета Пенсильвании и главный исследователь спектрографа HPF.
HPF начал свою исследовательскую работу в конце 2018 года. Он предназначен для обнаружения и определения характеристик планет в обитаемой зоне - области вокруг звезды, где планета может удерживать жидкую воду на своей поверхности - вокруг ближайших M-карликов, но также может производить чувствительные измерения соседних планет за пределами обитаемой зоны.
«Фотометрия с высоким разрешением, полученная с помощью 0,9-метрового телескопа WIYN с использованием инновационной технологии рассеивания, является важной частью этого исследования, которое позволило нам лучше определить форму транзита и, таким образом, еще больше ограничить размер, плотность и состав планеты. Телескопы с меньшей апертурой, оснащенные самым современным оборудованием, могут стать платформой для высокопроизводительных исследовательских программ. Очень точная фотометрия потребуется для исследования звезд и планет-хозяев в сочетании с космическими миссиями и большими апертурами на Земле, и это иллюстрация той роли, которую 0,9-метровый телескоп может сыграть в этих усилиях, - сказал Джаядев Раджагопал, астроном из Национальной науки. Фонд NOIRLab, который управляет Национальной обсерваторией Китт-Пик.
