Две землеразмерные планеты у красного карлика LP 890-9, одна из них в обитаемой зоне

Владислава Ананьева Поиск и изучение землеразмерных планет является важной целью астрономии и сравнительной планетологии. Однако из-за огромных трудностей, вызванных малыми размерами и массами таких планет, их удобнее всего искать у звезд красных карликов. Малые размеры дисков красных карликов делают транзиты планет глубже и заметнее. Кроме того, из-за низкой светимости красных карликов их обитаемая зона располагается близко к звездам, планеты, попадающие в обитаемую зону, имеют периоды в единицы и десятки суток, а не год, как Земля у Солнца. Короткие орбитальные периоды таких планет позволяют быстро набрать статистику (пронаблюдать много транзитов). Все это делает близкие красные карлики привлекательной целью в поисках рядом с ними землеразмерных планет. Для поисков планет у поздних красных карликов в 2019 году стартовала программа SPECULOOS (аббревиатура от Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars = Поиск обитаемых планет, затмевающих ультра-холодные звезды). Для этой программы было отобрано около 1700 объектов спектрального класса M6 и более поздних, удаленных не далее 40 пк от Солнца, причем 95% этих объектов являются маломассивными звездами, а 5% - коричневыми карликами. Прототип этой программы, в рамках которого наблюдали всего 50 звезд, обнаружил знаменитую ныне систему TRAPPIST-1. 8 сентября 2022 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию двух транзитных планет у красного карлика LP 890-9. Внутренняя планета была обнаружена TESS при наблюдении 4 сектора, внешняя – последующими интенсивными наземными наблюдениями на 1-метровых телескопах южной обсерватории SPECULOOS. Таким образом, система получила еще два альтернативных названия – TOI-4306 и SPECULOOS-2. Звезда прошла стандартную процедуру валидации (исключения астрофизических явлений, способных имитировать транзитные сигналы). Массы планет пока измерить не удалось из-за крайней тусклости родительской звезды (+18 в видимых лучах), но были получены хорошие верхние пределы.  LP 890-9 – красный карлик спектрального класса M6 V, удаленный от нас на 32.33 ± 0.05 пк. Его масса оценивается в 0.118 ± 0.002 солнечных масс, радиус – в 0.153 ± 0.005 солнечных радиусов, светимость в 695 раз меньше солнечной. В целом звезда похожа по своим свойствам на Проксиму Центавра, но древнее и спокойнее ее. Радиус внутренней планеты LP 890-9 b составляет 1.32 ± 0.05 радиусов Земли, ее орбитальный период – 2.7299 суток. Масса LP 890-9 b не превышает 13.2 масс Земли. Из соображений динамической устойчивости системы эксцентриситет орбиты внутренней планеты не превышает 0.39, скорее всего, он близок к нулю. Эффективная температура оценивается в 396 ± 3 К (температурный режим является промежуточным между температурными режимами Меркурия и Венеры). Скорее всего, планета является горячим аналогом Венеры. Радиус внешней планеты LP 890-9 c составляет 1.37 ± 0.05 радиусов Земли, и она попадает на внутренний край консервативной обитаемой зоны. Орбитальный период внешней планеты равен 8.4575 суток, ее эффективная температура – 272 ± 2 К. Уровень инсоляции на LP 890-9 c составляет 0.906 ± 0.026 инсоляции на орбите Земли, масса не превышает 25.3 масс Земли. Реальные массы планет должны быть существенно ниже обоих верхних пределов. Эмпирические оценки по соотношению масса-радиус приводят к 2.3 ^+1.7/_-0.7 масс Земли для внутренней планеты и 2.5 ^+1.8/_-0.8 масс Земли для внешней. По расчетам авторов исследования, обе планеты системы LP 890-9 будут прекрасной целью для изучения свойств атмосферы методами трансмиссионной спектроскопии. Метрика трансмиссионного спектра (TSM)у обеих планет уступает только метрикам планет системы TRAPPIST-1. Будущие наблюдения с помощью JWST помогут определить химический состав атмосфер обеих планет и их возможный климат. Источник: https://arxiv.org/pdf/2209.02831.pdf