< Недра Земли остывают намного быстрее, чем считалось

TOI-1064: система из двух мини-нептунов, дополнительно изученная спутником ChEOPS

У яркого оранжевого карлика TOI-1064 открыты две планеты с периодами 6.444 и 12.227 суток и близкими радиусами ~2.6 радиусов Земли. Однако если масса внутренней планеты оценивается в 13.5 ± 1.8 масс Земли, масса внешней не превышает 8.5 масс Земли.

---

Владислава Ананьева

Исследования последних десятилетий показали, что свойства экзопланет чрезвычайно разнообразны. Для планет не существует простой зависимости масса-радиус подобно той, что связывает массы и радиусы звезд главной последовательности. Планеты одинаковых масс могут иметь очень разные радиусы, а планеты одинаковых радиусов – очень разные массы. Нередко такая ситуация наблюдается в одной планетной системе, среди планет одной и той же звезды.

12 января 2022 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная измерению массы двух транзитных планет в системе TOI-1064. Система была открыта миссией TESS и дополнительно исследована спутником ChEOPS, что позволило определить размеры планет с точностью ~1.6%. После стандартной процедуры валидации исследователи попытались измерить массы планет методом лучевых скоростей, но преуспели только с одной планетой – на массу второй удалось наложить только верхний предел.

TOI-1064 – оранжевый карлик спектрального класса K3 V, удаленный от нас на 68.81 ± 0.07 пк. Его масса оценивается в 0.75 ± 0.03 солнечных масс, радиус – в 0.726 ± 0.007 солнечных радиусов, светимость в 4.2 раза меньше солнечной. Судя по низкой скорости вращения, TOI-1064 отличается зрелым возрастом в 9.4 ± 3.8 млрд. лет.

TESS наблюдала звезду TOI-1064 на 13 и 27 секторах. Кривая блеска звезды продемонстрировала два транзитных сигнала с периодами 6.442 и 12.237 суток и близкой глубины, соответствующих планетам с радиусами 2.59 ± 0.04 и 2.65 ± 0.04 радиусов Земли. Чтобы избавиться от возможного светового загрязнения со стороны соседних звезд (один пиксель матрицы TESS имеет разрешение 21 угловых секунд, что довольно много), авторы провели наблюдения TOI-1064 с помощью европейского фотометрического спутника ChEOPS, у которого угловое разрешение существенно выше. Кроме того, звезда прошла стандартную процедуру валидации, включающую наземные наблюдения. Наконец, чтобы измерить массы планет, авторы получили 26 замеров лучевой скорости звезды с помощью спектрографа HARPS.

Масса внутренней планеты TOI-1064 b оказалась равной 13.5 ± 1.8 масс Земли, что приводит к средней плотности 4.3 ± 0.6 г/куб.см. Таким образом, планета вошла в список наиболее плотных субнептунов. TOI-1064 b вращается вокруг своей звезды по близкой к круговой орбите на среднем расстоянии 0.0615 ± 0.0009 а.е., ее эффективная температура оценивается в 784 ± 13 К (в предположении нулевого альбедо).

Формально масса внешней планеты TOI-1064 c составила 2.5 ± 2.0 масс Земли, но поскольку погрешность оказалась сравнимой с измеряемой величиной, авторы осторожно говорят о верхнем пределе в 8.5 масс Земли (с достоверностью 99.7%). Это соответствует верхнему пределу на среднюю плотность 2.56 г/куб.см. Эффективная температура TOI-1064 c оценивается в 634 ± 10 К.

---