Суперземля с ультракоротким периодом и нептун у яркой звезды HD 93963A
Владислава Ананьева
Автоматический алгоритм, который ищет транзиты в кривых блеска сотен тысяч звезд, наблюдаемых TESS, выделяет только события с отношением сигнал/шум больше 7.1. Это было сделано для уменьшения доли ложнопозитивов среди транзитных кандидатов. Менее достоверные транзитные сигналы с S/N ~ 6-7 не получают номер в каталоге TOI, даже если они найдены у звезды с достоверно обнаруженными транзитами. Поскольку среди таких «недостаточно достоверных» транзитных кандидатов должно быть много реальных планет малого радиуса, а наличие в системе дополнительных планет увеличивает вероятность того, что и «недостаточно достоверный» кандидат тоже окажется планетой, было решено подтверждать планетную природу таких кандидатов с помощью спутника ChEOPS.
29 июля 2022 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию двух планет у яркой солнцеподобной звезды HD 93963A (TOI-1797). TESS наблюдала эту звезду на 22 секторе. Кривая блеска звезды продемонстрировала четкий транзитный сигнал с периодом 3.645 суток и глубиной, соответствующей планете с радиусом 3.23 ± 0.06 радиусов Земли. Также в данных присутствовал «недостаточно достоверный» транзитный сигнал с периодом 1.039 суток и отношением сигнал/шум, равным 6.7. Чтобы проверить природу 1.04-суточного сигнала, с февраля по апрель 2021 года звезду HD 93963A наблюдал спутник ChEOPS. ChEOPS пронаблюдал 8 транзитов 1.04-суточного кандидата и для сравнения один транзит 3.645-суточного кандидата. Для окончательного подтверждения планетной природы обоих кандидатов и измерения их массы было получено 29 замеров лучевой скорости HD 93963A с помощью спектрографа SOPHIE.
HD 93963A – солнцеподобная звезда спектрального класса G0 V, удаленная от нас на 82.3 ± 0.4 пк. Ее масса оценивается в 1.11 ± 0.04 солнечных масс, радиус – в 1.043 ± 0.009 солнечных радиусов, светимость на 25 ± 6% превышает солнечную. Возраст звезды близок к 1.4 млрд. лет.
На расстоянии 5.9 угловых секунд (484 а.е. в проекции на небесную сферу) от HD 93963A расположен звездный компаньон на 7.21 звездных величин слабее – красный карлик спектрального класса M4-M6 V. Поскольку оба компаньона попадают на один пиксель матрицы как TESS, так и ChEOPS, были проведены дополнительные наземные фотометрические наблюдения и показано, что оба транзитных кандидата вращаются вокруг главной звезды.
Радиус внутренней планеты HD 93963A b составляет 1.35 ± 0.04 радиусов Земли. Она вращается на расстоянии всего 4.3 звездных радиусов, ее эффективная температура достигает 2042 ± 27 К. Планета приливно захвачена (повернута к своей звезде только одной стороной), ее дневное полушарие представляет собой сплошной лавовый океан.
Формально масса HD 93963A b оценивается в 7.8 ± 3.2 масс Земли, но поскольку погрешность оказывается сравнимой с измеряемой величиной, исследователи сочли, что измерить массу планеты им не удалось. В случае землеподобного (железокаменного) состава масса этой планеты составила бы 2.4 массы Земли, в случае чисто железного состава – около 7 масс Земли.
Вторая планета HD 93963A c представляет собой плотный нептун. При радиусе 3.23 ± 0.06 радиусов Земли его масса оценивается в 19.2 ± 4.1 масс Земли, что приводит к средней плотности 3.1 ± 0.7 г/куб.см. Эффективная температура второй планеты равна 1344 ± 18 К. На плоскости «Масса – Радиус» HD 93963A c лежит выше линии воды, а значит, она неизбежно окружена водородно-гелиевой атмосферой.