Учёные наблюдают стремительную потерю атмосферы у молодой экзопланеты TOI 1227b

Учёные опубликовали результаты исследования экзопланетной системы TOI 1227, включающей одну из самых молодых известных транзитных экзопланет – TOI 1227b. Исследование, проведённое с использованием данных рентгеновского телескопа Chandra и оптического спектрографа WiFeS, позволило уточнить возраст звезды TOI 1227 и оценить влияние её мощного высокоэнергетического излучения на экзопланету.

Анализ данных миссии Gaia, изотопного состава и моделирование энергетического распределения (SED) показал, что возраст звезды TOI 1227 находится в диапазоне от 5 до 12 миллионов лет, с наиболее вероятным значением около 8 миллионов лет. Это значительно моложе, чем предполагалось ранее (11 миллионов лет). Данные Chandra подтвердили наличие яркого рентгеновского излучения от TOI 1227, со светимостью ~1030 эрг/с. Наличие сильных линий излучения водорода и глубокой линии поглощения лития в оптическом спектре звезды также подтверждает её молодость.

Полученные данные о рентгеновском излучении позволили учёным смоделировать эволюцию атмосферы TOI 1227b. Оказалось, что экзопланета в настоящее время испытывает значительную потерю массы атмосферы со скоростью порядка 1010–1011 г/с. Эта скорость существенно зависит от принятых значений массы ядра и полной массы планеты, которые пока остаются неопределёнными.

Результаты моделирования показали две возможные траектории эволюции TOI 1227b. В первом сценарии, при относительно малой массе ядра (5 масс Земли), экзопланета быстро теряет свою атмосферу и со временем превратится в планету размером с Нептун, но с массой сверхземли. Во втором, менее вероятном сценарии, при большей массе ядра (10 масс Земли), TOI 1227b эволюционирует в слегка раздутую планету размером с Нептун, сохраняя большую часть своей атмосферы.

Учёные отмечают необходимость дальнейших наблюдений системы TOI 1227 для уточнения массы экзопланеты и скорости потери её атмосферы. Дополнительные данные по временным вариациям транзитов, радиальным скоростям, а также спектроскопические наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне с помощью телескопа «Джеймс Уэбб» позволят лучше понять структуру и состав атмосферы TOI 1227b, а также подтвердить или опровергнуть наличие других планет в системе.

Система TOI 1227 остаётся уникальным объектом для изучения ранних этапов формирования и эволюции планет вокруг маломассивных звёзд.

 Источник: arXiv