TOI-4127 b: очень теплый гигант на резко эксцентричной орбите

Владислава Ананьева Одной из гипотез, объясняющих существование горячих юпитеров, является гипотеза высокоэксцентричной миграции. Согласно этому сценарию, сформировавшись в протопланетном диске за снеговой линией, новорожденная планета-гигант сначала переходит на высокоэксцентричную орбиту с низким перицентром, а затем эта орбита скругляется приливными силами. Переход на эксцентричную орбиту может быть вызван эпизодом планет-планетного рассеяния или взаимодействием с внешним массивным компаньоном по механизму Козаи-Лидова. Обнаружение большого количества горячих юпитеров на резко наклоненных, полярных и даже ретроградных орбитах подтверждает, что как минимум значительная доля этих планет оказалась на своих текущих орбитах в результате высокоэксцентричной миграции. Однако если эта гипотеза верна, мы должны видеть и планеты на промежуточной стадии, т.е. на орбитах с высоким эксцентриситетом и низким перицентром. Несколько таких планет уже известны – например, газовый гигант HD 80606 b находится на орбите с эксцентриситетом 0.9337 ± 0.0004 и в перицентре подходит к своей звезде на расстояние 0.03 а.е. 28 марта 2023 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию планеты TOI-4127 b, также находящейся на переходной орбите. Планета была обнаружена TESS и подтверждена методом лучевых скоростей. TOI-4127 – звезда главной последовательности позднего F класса, удаленная от нас на 325.7 ± 2.2 пк. Его масса оценивается в 1.23 ± 0.07 солнечных масс, радиус – в 1.29 ± 0.05 солнечных радиусов, светимость в 2.07 ± 0.03 раза превышает солнечную. Возраст звезды составляет 4.8 ± 2.1 млрд. лет, содержание тяжелых элементов немного превышает солнечное значение. TOI-4127 попала на 20, 26, 40, 47 и 53 сектора TESS. Кривые блеска, полученные на 20 и 26 секторах, содержали по одному транзитному событию одинаковой глубины и продолжительности. Хотя они явно принадлежали одной планете, ее орбитальный период оставался неизвестным из-за высокой скважности данных. Третий транзит, обнаруженный на 53 секторе (и не обнаружение транзитов на 40 секторе) оставил возможным только одно значение орбитального периода, равное 56.4 суток. Для измерения массы планеты авторы получили 12 измерений лучевой скорости звезды с помощью спектрографа NEID и 19 измерений с помощью спектрографа SOPHIE. При массе 2.30 ± 0.11 масс Юпитера радиус планеты TOI-4127 b составляет 1.10 ± 0.04 радиусов Юпитера, что приводит к средней плотности 2.17 ± 0.24 г/куб.см. Гигант вращается вокруг своей звезды по резко эллиптической орбите с большой полуосью 0.308 ± 0.006 а.е. и эксцентриситетом 0.747 ± 0.008. Расстояние между планетой и звездой меняется от 0.078 а.е. в перицентре до 0.538 а.е. в апоцентре, т.е. почти в 7 раз. Тем не менее, TOI-4127 b вряд ли в обозримое время станет горячим юпитером, поскольку по расчетам авторов время скругления его орбиты составляет ~780 млрд. лет. И даже после завершения скругления радиус орбиты окажется равным 0.136 ± 0.005 а.е. – слишком далеко, чтобы считаться полноценным горячим юпитером.