Суперземля и два мини-нептуна у яркой звезды HD 22946

Владислава Ананьева Изучение многопланетных систем, особенно транзитных, позволяет сравнивать планеты, образовавшиеся у одной звезды в рамках единого процесса (и, как следствие, имеющих одинаковый возраст). Тот факт, что такие планеты вращаются вокруг одной и той же звезды, помогает лучше понимать эволюцию планетных атмосфер, в частности, процессы фотоиспарения. Благодаря интенсивному фотоиспарению в первые сотни миллионов существования планетных систем наиболее близкие к звезде планеты, как правило, лишаются первичных водородных атмосфер и являются суперземлями, а более далекие – сохраняют летучие элементы и являются мини-нептунами и/или нептунами. Не стала исключением и система у яркой солнцеподобной звезды HD 22946. TESS обнаружила у нее три транзитные планеты – внутреннюю суперземлю, средний мини-нептун и, на значительном удалении – небольшой аналог Нептуна. HD 22946 (TOI-411) – звезда главной последовательности спектрального класса F8 V, удаленная от нас на 62.87 ± 0.05 пк. Ее масса оценивается в 1.10 ± 0.01 солнечных масс, радиус – в 1.16 ± 0.03 солнечных радиусов, светимость примерно в 1.6 раза больше солнечной. Возраст звезды составляет 5 ± 1 млрд. лет. TESS наблюдала HD 22946 на 3, 4, 30 и 31 секторах. Автоматический алгоритм обработки данных обнаружил в данных два транзитных сигнала с периодами 4.04 и 9.57 суток. Также на кривой блеска, полученной на 4 секторе, прорисовалось единичное транзитное событие, вызванное третьей (самой удаленной) планетой.  Звезда прошла стандартную процедуру валидации (исключения астрофизических явлений, способных имитировать транзитные сигналы). Кроме того, авторы нашли в архиве спектрографа ESPRESSO 14 замеров лучевой скорости HD 22946, полученные на протяжении месяца. Этого слишком мало, чтобы определить массы планет, но позволило получить хорошие верхние пределы. Радиусы планет у звезды HD 22946 оцениваются в 1.72 ± 0.10, 2.74 ± 0.14 и 3.23 ± 0.19 радиусов Земли. Две внутренние планеты вращаются на расстоянии 0.053 ± 0.003 и 0.094 ± 0.005 а.е. (9.8 и 17.5 звездных радиусов). Орбитальный период третьей планеты точно не известен, по продолжительности транзита его оценили в 46 ± 4 суток. По 3-му закону Кеплера это соответствует величине большой полуоси орбиты, равной 0.267 ± 0.016 а.е. Массы планет не превышают 11, 14.5 и 24.5 масс Земли, соответственно (с достоверностью 3 сигма). Воспользовавшись эмпирическими соотношениями масса-радиус для уже известных экзопланет, авторы оценили массы HD 22946 b, HD 22946 c и HD 22946 d в 6.3 ± 1.3, 8.0 ± 0.7 и 10.5 ± 1.1 масс Земли. По словам авторов статьи, система HD 22946 не является плотно упакованной. Между орбитами планет c и d наблюдается широкий зазор, где может пролегать орбита еще одной планеты (например, с большой полуосью 0.156 а.е.), причем масса такой планеты может достигать массы Сатурна. Необходимо провести интенсивные наблюдения системы HD 22946 – как фотометрические, с целью уточнить орбитальный период внешней планеты, так и спектрометрические, чтобы измерить массы планет. Почти наверняка это будет сделано в ближайшее время. Источник: https://arxiv.org/pdf/2209.09597.pdf