Астрономы обнаружили и подробно изучили сразу две экзопланеты у звезды TOI-5788 — редкого примера звезды солнечного типа с низким содержанием тяжёлых элементов. Открытие было сделано на основе данных космических телескопов TESS и CHEOPS, а также наземного спектрографа HARPS-N. Эта система представляет особый интерес, потому что её планеты находятся по разные стороны так называемого «радиусного разрыва» — ключевой границы между каменистыми суперземлями и мини-нептунами.
Звезда TOI-5788 расположена примерно в 97 световых годах от Земли. По своим параметрам она близка к Солнцу, но заметно беднее металлами. Вокруг неё обращаются две транзитные планеты — TOI-5788 b и TOI-5788 c, которые делают полный оборот всего за 6,3 и 16,2 суток соответственно.
Каменистая суперземля и загадочный мини-нептун
Внутренняя планета, TOI-5788 b, имеет радиус около 1,5 радиуса Земли и массу примерно в 3,7 земной. По совокупности характеристик она хорошо согласуется с образом плотной каменистой планеты, почти не имеющей атмосферы или обладающей очень тяжёлой оболочкой. При такой близости к звезде лёгкая водородно-гелиевая атмосфера просто не смогла бы сохраниться — она была бы быстро унесена звёздным излучением.
Внешняя планета, TOI-5788 c, крупнее: её радиус превышает земной более чем в два раза, а масса достигает 6,4 массы Земли. Плотность у неё значительно ниже, что указывает на наличие объёмной оболочки. Учёные рассматривают два основных сценария: либо это «газовый карлик» с водородно-гелиевой атмосферой, либо так называемый «водный мир», богатый летучими веществами. Оба варианта согласуются с наблюдениями, хотя газовый сценарий выглядит немного более предпочтительным.
Почему эта система так важна
Экзопланеты размером между Землёй и Нептуном образуют две чёткие группы, разделённые «радиусной долиной». Считается, что одни из них теряют атмосферу со временем, а другие изначально формируются с разным составом. Система TOI-5788 уникальна тем, что её планеты почти вплотную прилегают к этой границе, причём вращаются вокруг звезды с низкой металличностью — таких примеров известно крайне мало.
Это делает TOI-5788 отличной лабораторией для проверки теорий формирования планет. Дополнительный анализ показал, что система динамически стабильна, а хотя между орбитами двух планет теоретически мог бы существовать третий мир, наблюдательных подтверждений этому пока нет.
Окно в прошлое планетных систем
Моделирование внутреннего строения и эволюции атмосфер показало, что результаты слабо зависят от деталей эволюции самой звезды. Это означает, что TOI-5788 может стать важной опорной точкой для будущих исследований — в том числе для проверки моделей потери атмосфер и связи между химическим составом звезды и планет.
В итоге система TOI-5788 помогает лучше понять, почему одни небольшие планеты становятся плотными каменистыми мирами, а другие — раздутыми мини-нептунами, и какую роль в этом играет состав звезды, вокруг которой они рождаются.
Источники:
Статья создана по материалам arXiv.org
