Астрономы впервые обнаружили экзопланету с кратной орбитой — то есть обращающейся сразу вокруг двух звезд — при помощи только метода доплеровской спектроскопии. Это делает TOI-1338 второй известной многопланетной системой с объектами на кратных орбитах, причем одна из планет отлично подходит для поисков атмосферы при помощи «Джеймса Уэбба». Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.
Экзопланеты с кратной орбитой находятся в системах из двух и более звезд, однако обращаются не вокруг одной из звезд системы, а сразу вокруг двух и более звезд. Подобные объекты получили широкую известность благодаря Татуину из «Звездных войн» или Солярису из одноименного романа Станислава Лема. Сейчас известно лишь 14 подтвержденных планет с кратной орбитой в двойных системах, обнаруженных транзитным методом. Из них одна экзопланета также была затем переобнаружена при помощи доплеровской спектроскопии (метода радиальных скоростей, который позволяет отследить планету по влиянию ее тяготения на движение звезды). Еще пара кандидатов были найдены при помощи прямых наблюдений и гравитационного микролинзирования.
Группа астрономов во главе с Мэтью Стэндингом (Matthew Standing) из Бирмингемского университета сообщила о первом случае обнаружения экзопланеты с кратной орбитой только при помощи доплеровской спектроскопии. Наблюдения велись за звездой TOI-1338 (или BEBOP-1) с помощью спектрографов HARPS и ESPRESSO, установленных на телескопах Европейской южной обсерватории, и охватывают период в 1472 дня.
Этот результат важен тем, что не все экзопланеты совершают транзиты по диску своих звезд, кроме того, транзитный метод не позволяет оценить массу планеты, а лишь ее радиус.
TOI-1338 представляет собой маломассивную затменную двойную систему, состоящую из звезды спектрального типа F8 с массой 1,13 массы Солнца и карлика-компаньона с массой 0,31 массы Солнца. В 2020 году в системе была найдена телескопом TESS экзопланета TOI-1338b, которая оказалась нептуноподобной экзопланетой с кратной орбитой и массой 33 массы Земли. Орбитальный период объекта составил 95,2 дня.
Найденная теперь вторая планета TOI-1338c имеет массу 65,2 массы Земли и орбитальным периодом 215,5 дня. Это первый случай открытия экзопланеты с кратной орбитой на основе только данных о динамике лучевой скорости звезды, а также лишь второй случай планетной системы с телами с кратной орбитой. Любопытно, что ученые, пользуясь этим методом, не смогли «увидеть» TOI-1338b, что дает новый верхний предел ее массы в 21,8 массы Земли при радиусе в 6,9 земного радиуса. Обе планеты не попадают в обитаемую зону, при этом TOI-1338c должна быть транзитной.
Наблюдения за системой TOI-1338 продолжатся, так как расчеты показывают, что TOI-1338b является единственной экзопланетой с кратной орбитой, доступной для трансмиссионной спектроскопии при помощи обсерватории «Джеймс Уэбб», которая способна найти у планеты атмосферу и определить ее свойства.
Ранее мы рассказывали о том, как астрономы отыскали первого кандидата в экзопланеты с кратной орбитой в тройной системе звезд.