NGTS-20 b и TOI-5153 b: транзитные планеты-гиганты на эксцентричных орбитах

Владислава Ананьева

Большинство транзитных планет-гигантов – горячие юпитеры, поскольку вероятность транзитной конфигурации быстро падает с увеличением расстояния между планетой и звездой. Однако растет и количество известных транзитных планет с периодами 10-200 суток, неофициально называемых «теплыми юпитерами». Теплые юпитеры оказались на своих орбитах в результате миграции, но, в отличие от горячих юпитеров, чьи орбиты в большинстве своем скруглены приливными силами, теплые юпитеры сохраняют изначальную эксцентричность своих орбит на протяжении миллиардов лет.

11 июля 2022 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию двух транзитных планет-гигантов с периодами больше 10 суток и заметными эксцентриситетами орбит. Одна из планет, NGTS-20 b, была обнаружена наземным транзитным обзором NGTS, а затем наблюдалась TESS на 4 секторе, где на кривой блеска звезды прорисовалось единственное транзитное событие. Вторая планета, TOI-5153 b, была обнаружена TESS во время наблюдений 6 и 33 секторов – исследователи нашли по одному транзитному событию на каждый сектор. Подтверждение планетной природы транзитных кандидатов и измерение их массы провели методом лучевых скоростей с помощью спектрографов CORALIE, FEROS, HARPS и CHIRON.

NGTS-20 (TOI-5152) – слегка проэволюционировавшая звезда спектрального класса G1 IV, удаленная от нас на 366.2 ± 2.4 пк. Ее масса оценивается в 1.47 ± 0.09 солнечных масс, радиус – в 1.78 ± 0.05 солнечных радиусов, светимость в 3.63 раза превосходит солнечную. Возраст звезды очень неуверенно оценивается в 1.4–6.8 млрд. лет.

При радиусе 1.07 ± 0.04 радиусов Юпитера масса планеты NGTS-20 b составляет 2.98 ± 0.16 масс Юпитера. Этот массивный гигант вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 0.313 ± 0.013 а.е. и эксцентриситетом 0.43 ± 0.02, и делает один оборот за 54.19 суток. Усредненная эффективная температура планеты равна 688 ± 14 К, точнее, меняется от 913 ± 18 К в перицентре до 575 ± 11 К в апоцентре.

TOI-5153 – звезда главной последовательности спектрального класса F8 V, удаленная от нас на 390.1 ± 3.5 пк. Ее масса оценивается в 1.24 ± 0.07 солнечных масс, радиус – в 1.40 ± 0.04 солнечных радиусов, светимость в 2.8 раза больше солнечной. Возраст TOI-5153 составляет 5.4 ± 1 млрд. лет.

При радиусе 1.06 ± 0.04 радиуса Юпитера масса TOI-5153 b достигает 3.26 ± 0.18 масс Юпитера. Эксцентриситет орбиты гиганта не так велик, как у NGTS-20 b, но достоверно отличен от нуля (0.091 ± 0.026). Планета вращается вокруг своей звезды на среднем расстоянии 0.158 ± 0.006 а.е. и делает один оборот за 20.33 суток, ее эффективная температура составляет 906 ± 13 К.

Из-за умеренного нагрева обе планеты практически не раздуты.

Авторы отмечают, что среди теплых юпитеров самые эксцентричные орбиты наблюдаются у самых массивных планет с массами больше 4 масс Юпитера. Причина этого пока не ясна – возможно, эксцентриситеты орбит не слишком тяжелых планет уменьшаются за счет взаимодействия с протопланетным диском во время миграции, хотя есть работы, и не подтверждающие этот вывод.