Наблюдения проливают больше света на свойства трехпланетной системы TOI-396

Кривая блеска TOI-396 b, на которую наложена модель транзита, выделена красным цветом. Автор: arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2411.14911

Международная группа астрономов исследовала планетную систему, состоящую из трех инопланетных миров, вращающихся вокруг звезды TOI-396. Исследование, опубликованное 22 ноября на сервере предварительной печати arXiv, содержит первые измерения массы этих трех планет, проливающие больше света на свойства всей системы.

Расположенная примерно в 103 световых годах от нас, TOI-396, также известная как HR 858 A, является яркой звездой спектрального класса F6 V, примерно на 26% крупнее и на 20% массивнее Солнца. Звезда, возраст которой оценивается в два миллиарда лет, имеет эффективную температуру 6354 К и является частью двойной системы — ее компаньоном является слабый карлик M, обозначенный как HR 858 B.

В 2019 году с помощью спутника NASA Transiting Exoplanet Survey (TESS) были обнаружены три экзопланеты, вращающиеся вокруг TOI-396, и они получили обозначения TOI-396 b, TOI-396 c и TOI-396 d. Оказалось, что все внесолнечные миры примерно в два раза больше Земли и находятся относительно близко к хозяину — в пределах 0,1 а.е. от него. Периоды обращения этих планет, начиная с самой внутренней, были измерены как 3,6, 6,0 и 11,2 суток.

В настоящее время группа астрономов под руководством Андреа Бонфанти из Австрийской академии наук в Граце, Австрия, провела наблюдения радиальной скорости TOI-396 с помощью высокоточного спектрографа Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) и проанализировала фотометрические данные со спутника НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS). Это позволило им получить более полное представление о свойствах системы.

"Чтобы измерить массы трех планет, уточнить их радиусы и выяснить, находятся ли планеты b и c в MMR [резонансе среднего движения], мы провели наблюдения радиальной скорости TOI-396 с помощью HARPS и извлекли архивные высокоточные данные транзитной фотометрии из 4 секторов TESS", - пояснили исследователи.

Наблюдения показали, что массы TOI-396 b и TOI-396 d составляют 3,55 и 7,1 массы Земли соответственно. Это дает среднюю плотность для TOI-396b, равную примерно 2,44 г/^см3, и 4,9 г/^см3 для TOI-396d. Что касается TOI-396 c, то астрономы смогли получить только верхний предел ее массы — примерно 3,8 массы Земли, что дает максимальную плотность на уровне 2,9 г/^см3.

Согласно статье, полученные результаты подчеркивают, что TOI-396 является совершенно уникальной системой, в которой средняя планета является наименее плотной, а самая удаленная - самой плотной. В ходе исследования также были рассчитаны равновесные температуры TOI-396b, c и d, которые, как оказалось, составили 1552, 1309 и 1061 К соответственно.

Кроме того, астрономы провели динамический анализ изменения времени прохождения (TTV) системы TOI-396. В результате оказалось, что TOI-396 b и TOI-396 c могут демонстрировать TTV со сверхпериодом около пяти лет и полуамплитудами около двух и пяти часов соответственно.

В заключительных замечаниях авторы статьи отметили, что все три планеты, вращающиеся вокруг TOI-396, имеют благоприятные показатели для характеристики атмосферы как в плане пропускания, так и в плане излучения среди субнептуновых экзопланет. Это делает систему TOI-396 отличной лабораторией для изучения формирования и эволюции планетных систем.

Дополнительная информация: А. Бонфанти и др., Радиусы, массы и временные вариации прохождения системы из трех планет, обращающейся вокруг звезды TOI-396, видимой невооруженным глазом, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2411.14911