TOI-1453 c: ключевой субнептун, обнаруженный в системе из двух экзопланет

TOI-1453 глазами художника. Автор: Martin Farnir

Астрофизики снова обогатили наши знания о космосе новым открытием: две малые планеты, вращающиеся вокруг TOI-1453. Расположенная примерно в 250 световых годах от Земли в созвездии Дракона, эта звезда является частью двойной системы (пары звезд, вращающихся друг вокруг друга) и немного холоднее и меньше нашего Солнца. Это открытие,опубликованное в журнале Astronomy & Astrophysics, прокладывает путь для будущих атмосферных исследований, чтобы лучше понять эти типы планет.

Вокруг этой звезды вращаются две планеты, суперземля и субнептун. Это типы планет, которые отсутствуют в нашей собственной солнечной системе, но парадоксальным образом представляют собой наиболее распространенные классы планет в Млечном Пути. Это открытие проливает свет на планетарную конфигурацию, которая может дать ценные подсказки о формировании и эволюции планет.

Используя данные спутника NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) и спектрографа высокого разрешения HARPS-N, исследователи смогли идентифицировать TOI-1453 b и TOI-1453 c — две экзопланеты, вращающиеся вокруг TOI-1453.

«Эти две планеты представляют собой интересный контраст в своих характеристиках», — объясняет Ману Сталпорт, астрофизик из Льежского университета и первый автор публикации.

«TOI-1453 b — это суперземля, немного больше нашей планеты и, вероятно, каменистая. Она завершает свой оборот вокруг своей звезды всего за 4,3 дня, что делает ее очень близкой к своей звезде планетой. Напротив, TOI-1453 c — это субнептун, примерно в 2,2 раза больше Земли, но с необычайно малой массой — всего 2,9 массы Земли. Это делает ее одной из наименее плотных субнептунов, когда-либо обнаруженных, что ставит под сомнение ее состав».

Экзопланеты, масса и радиус которых были измерены, показаны на этом графике серым цветом. TOI-1453 b (оранжевый) и TOI-1453 c (зеленый) наложены друг на друга. Чем менее плотная планета, тем выше она находится в левой части графика. TOI-1453 c выделяется как одна из наименее плотных экзопланет среди тех, у которых масса от 2 до 4 масс Земли. В этом диапазоне масс планеты, как правило, меньше и похожи на суперземлю, в то время как субнептуны встречаются редко. Отображаемые кривые представляют собой теоретические модели состава: сплошные линии обозначают модели без атмосферы, в то время как пунктирные линии соответствуют скалистым планетам, похожим на Землю, окруженным атмосферой из водорода и гелия с различными массовыми долями. TOI-1453 c находится в области диаграммы масса-радиус, совместимой либо с толстой атмосферой, либо с тонкой газовой оболочкой, покрывающей планету с высоким содержанием воды. Автор: Lopez2014

Транзитная и лучевая скорость

Обнаружение экзопланет остается сложной задачей. Команда опиралась на два ключевых метода для подтверждения своих открытий. Метод транзита (данные TESS) измеряет размер и орбитальный период, когда планета проходит перед своей звездой-хозяином, вызывая небольшое уменьшение яркости.

Второй используемый метод — измерение радиальной скорости (данные HARPS-N), которое заключается в наблюдении за изменениями скорости звезды под действием гравитации планеты, вращающейся вокруг нее. Изучая гравитационное воздействие планет на свою звезду-хозяина, исследователи смогли измерить их массы и плотности.

«Все эти наблюдения показали, что TOI-1453 c чрезвычайно легок для своего размера, что позволяет предположить, что у него может быть толстая, богатая водородом атмосфера или в составе преобладает вода. Это делает его идеальным кандидатом для будущих атмосферных исследований», — с энтузиазмом говорит Ману Сталпорт. «Понимание их формирования и эволюции может дать подсказки о развитии планетных систем, включая нашу собственную».

Более того, орбиты двух планет находятся в конфигурации, близкой к резонансу 3:2, что означает, что на каждые три оборота внутренней планеты внешняя планета совершает почти ровно два. Такие резонансы считаются естественным следствием орбитальной миграции, что дает подсказки относительно того, как планеты движутся и занимают свои окончательные орбиты.

Это открытие открывает новые перспективы для исследований. Такие наблюдательные инструменты, как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), могли бы проанализировать атмосферу TOI-1453 c, чтобы определить ее основной состав. Если эта планета имеет существенно богатую водородом атмосферу или внутренние области с преобладанием воды, это могло бы переосмыслить наше понимание субнептунов и их формирования.

Больше информации: M. Stalport et al, TESS and HARPS-N unveil two planets transiting TOI-1453. A super-Earth and one of the lowest mass sub-Neptunes, Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202452969

Источник: University de Liege