Новейший охотник за планетами НАСА, Транзитный обзорный спутник экзопланет (TESS), открыл три новых мира - один немного больше Земли и два типа, которых нет в нашей солнечной системе, - вращающихся вокруг ближайшей звезды. Планеты охватывают наблюдаемый разрыв в размерах известных планет и обещают стать одними из самых любопытных целей для будущих исследований.
TESS Объект интереса (TOI) 270 - слабая, крутая звезда, чаще всего идентифицируемая по имени в каталоге: UCAC4 191-004642. Карликовая звезда М-типа примерно на 40% меньше Солнца как по размеру, так и по массе, а ее температура поверхности примерно на треть ниже, чем у Солнца. Планетная система находится на расстоянии около 73 световых лет в южном созвездии Пиктора.
«Эта система - именно то, для чего была разработана TESS - маленькие, умеренные планеты, которые проходят или проходят транзитом перед неактивной звездой-хозяином, которой не хватает чрезмерной звездной активности, такой как вспышки», - сказал ведущий исследователь Максимилиан Гюнтер, докторская диссертация Торреса. Научный сотрудник Массачусетского технологического института (MIT) Института астрофизики и космических исследований им. Кавли в Кембридже. «Эта звезда тихая и очень близкая к нам, и поэтому намного ярче, чем звезды-хозяева сопоставимых систем. Благодаря расширенным наблюдениям в будущем мы сможем определить состав этих миров, определить, присутствуют ли атмосферы и какие газы они содержат, и многое другое ».
Самая внутренняя планета, TOI 270 b, вероятно, представляет собой каменистый мир, который на 25% больше Земли. Он вращается вокруг звезды каждые 3,4 дня на расстоянии примерно в 13 раз ближе, чем Меркурий вращается вокруг Солнца. Основываясь на статистических исследованиях известных экзопланет аналогичного размера, научная группа оценивает, что масса TOI 270 b имеет массу, примерно в 1,9 раза большую, чем у Земли.
Из-за своей близости к звезде планета b - это горячий мир. Его равновесная температура, то есть температура, основанная только на энергии, которую она получает от звезды, которая игнорирует дополнительные эффекты потепления из возможной атмосферы, составляет около 490 градусов по Фаренгейту (254 градуса по Цельсию).
Две другие планеты, TOI 270 c и d, соответственно, в 2,4 и 2,1 раза больше Земли и вращаются вокруг звезды каждые 5,7 и 11,4 дня. Хотя они составляют примерно половину своего размера, оба могут быть похожи на Нептун в нашей солнечной системе, в композициях преобладают газы, а не камни, и они, вероятно, весят примерно в 7 и 5 раз больше массы Земли соответственно.
Предполагается, что все планеты будут привязаны к звезде приливно, что означает, что они вращаются только один раз на каждой орбите и всегда держат одну и ту же сторону лицом к звезде, как это делает Луна на своей орбите вокруг Земли.
Планету c и d лучше всего описать как мини-нептун, тип планеты, которого нет в нашей солнечной системе. Исследователи надеются, что дальнейшее изучение TOI 270 может помочь объяснить, как два из этих мини-нептунов сформировались рядом с миром размером почти с Землю.
«Интересным аспектом этой системы является то, что ее планеты находятся в устоявшемся разрыве в известных размерах планет», - сказал соавтор Фрэн Посуэлос, исследователь докторской диссертации в университете Льежа в Бельгии. «Размеры планет в 1,5–2 раза больше размеров Земли редко встречаются по причинам, которые, вероятно, связаны с тем, как формируются планеты, но это все еще весьма спорная тема. TOI 270 является отличной лабораторией для изучения границ этого разрыва и поможет нам лучше понять, как планетные системы формируются и развиваются ».
Команда Гюнтера особенно заинтересована в самой внешней планете, TOI 270 d. Команда оценивает равновесную температуру планеты примерно в 150 градусов по Фаренгейту (66 градусов по Цельсию). Это делает его самым умеренным миром в системе - и, как таковой, редкостью среди известных транзитных планет.
«TOI 270 идеально расположен в небе для изучения атмосферы его внешних планет с помощью будущего космического телескопа Джеймса Уэбба, созданного НАСА», - сказала соавтор Адина Файнштейн, докторант Чикагского университета. «Он будет наблюдаться Уэббом в течение более полугода, что может позволить провести действительно интересные сравнительные исследования атмосфер TOI 270 c и d».
Команда надеется, что дальнейшие исследования могут выявить дополнительные планеты помимо трех, которые теперь известны Если планета d имеет скалистое ядро, покрытое густой атмосферой, ее поверхность будет слишком теплой для присутствия жидкой воды, что считается ключевым требованием для потенциально обитаемого мира. Но последующие исследования могут обнаружить дополнительные каменистые планеты на немного большем расстоянии от звезды, где более низкие температуры могут позволить жидкой воде скапливаться на их поверхности.
TESS - это миссия NASA Astrophysics Explorer, возглавляемая и управляемая MIT в Кембридже, штат Массачусетс, и управляемая Центром космических полетов имени Годдарда. Дополнительные партнеры включают Northrop Grumman, базирующийся в Falls Church, штат Вирджиния; Исследовательский центр НАСА в Калифорнии в Силиконовой долине; Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс; Лаборатория Линкольна Массачусетского технологического института; и Научный институт космического телескопа в Балтиморе. Более десятка университетов, исследовательских институтов и обсерваторий по всему миру являются участниками миссии.