АКТИВНОСТЬ МОЛОДОГО АНАЛОГА СОЛНЦА ЗВЕЗДЫ HD 109833 И ОЦЕНКИ ПОТЕРИ ВЕЩЕСТВА АТМОСФЕР ДВУХ ЕЕ ПЛАНЕТ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты анализа проявлений активности молодого аналога Солнца звезды HD 109833 и выполнены оценки потери вещества атмосфер двух ее планет. Вероятно, HD 109833 принадлежит ассоциации Lower Centaurus Crux (LCC) с возрастом 27 \(\pm\) 3 млн лет, но не исключено, что звезда лишь пространственно связана с ассоциацией и может быть старше, хотя в любом случае ее возраст не превосходит 100–200 млн лет. По данным архива TESS для HD 109833 установлена величина периода вращения звезды \(P=5.08\pm 0.30\) сут, амплитуда переменности блеска (около 0.6\({\%}\) от уровня среднего блеска звезды) и оценены площади пятен на ее поверхности, которые превосходят максимальную площадь пятен на Солнце и составляют величины 15 200–17 700 м.д.п. По данным из архива наблюдений обзора All Sky Automated Survey установлен цикл активности звезды длительностью около 1950 сут (5.3 года). Обе планеты в системе звезды HD 109833 характеризуются как суб-нептуны с радиусами 2.9 и 2.6 \(R_{\oplus}\), с периодами 9.2 и 13.9 cут. По аппроксимационной формуле, соответствующей модели потери атмосферы с ограничением по энергии, найдены величины потери вещества атмосферами планет. Для оценки потока \(XUV\)-фотонов применялись аналитические зависимости, связывающие величины потока и параметр \(\log R^{\prime}_{HK}\), и сведения о распределении этих величин для звезд спектрального класса G, согласно которым имеются два хорошо выраженных пика с максимумами для величин порядка –5.0 dex у малоактивных звезд и –4.5 dex —  у активных. Кроме того, было использовано соотношение, связывающее поток от звезды в рентгеновском диапазоне с величиной \(\log F_{XUV}\). Найденная величина сопоставима с оценкой, полученной при применении параметра \(\log R^{\prime}_{HK}\) для активных звезд и превосходит ее в 4 раза. Обе рассматриваемые нами экзопланеты HD 109833 b и c попадают в область на диаграмме \((M-R)\), в которой популяции каменистых и богатых летучими веществами экзопланет перекрываются и не дают возможности провести однозначную оценку их масс. Расчеты были выполнены для двух случаев —  каменистых экзопланет и экзопланет, богатых летучими веществами. Массы экзопланет HD 109833 b и c составили соответственно 34.9 и 24 \(M_{\oplus}\) для каменистых экзопланет и 9.3 и 7.8 \(M_{\oplus}\) для экзопланет, богатых летучими веществами. Представлены результаты расчетов величин потери вещества атмосфер планетами HD 109833 b и c при изменении параметров, связанных с оценками масс планет и падающего на планеты потока УФ-излучения. Диапазоны изменений параметра \(\dot{M}\) для HD 109833 b и c лежат в интервалах от \(9.60\times 10^{7}\) до \(1.38\times 10^{10}\) г/с и от \(4.56\times 10^{7}\) до \(5.28\times 10^{9}\) г/с соответственно. Найденные высокие значения темпа оттока вещества могут являться следствием достаточно высокого уровня потока \(XUV\)-фотонов от звезды солнечного типа (аналога молодого активного Солнца), а также достаточно близкого расположения планет от родительской звезды.

Об авторах

И. С. Саванов

Институт астрономии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: igs231@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Вуд и др. (M.L. Wood, A.W. Mann, M.G. Barber, J.L. Bush, A.L. Kraus, B.M. Tofflemire, et al.), Astron. J. 165, 85 (2023).
  2. Гомез да Силва и др. (J. Gomes da Silva, N.C. Santos, V. Adibekyan, S.G. Sousa, T.L. Campante, P. Figueira, et al.), Astron. Astrophys. 646, A77 (2021).
  3. Еркаев и др. (N.V. Erkaev, Y.N. Kulikov, H. Lammer, F. Selsis, D. Langmayr, G.F. Jaritz, et al.), Astron. Astrophys. 472, 329 (2007).
  4. Зенг и др. (L. Zeng, D.D. Sasselov, and S.B. Jacobsen), Astrophys. J. 819, 127 (2016).
  5. Калиничева и др. (E.S. Kalinicheva, V.I. Shematovich, and I.S. Savanov), Astron. Rep. 66, 1318 (2022).
  6. Коскинен и др. (T.T. Koskinen, P. Lavvas, C. Huang, G. Bergsten, R.B. Fernandes, and M.E. Young), Astrophys. J. 929, 52 (2022).
  7. Наговицин, Певцов (Y.A. Nagovitsyn and A.A. Pevtsov), Astrophys. J. 906, 27 (2021).
  8. Ньютон и др. (E.R. Newton, R. Rampalli, A.L. Kraus, A.W. Mann, J.L. Curtis, A. Vanderburg, et al.), Astron. J. 165, 136 (2023).
  9. Отеги и др. (J.F. Otegi, F. Bouchy, and R. Helled), Astron. Astrophys. 634, A43 (2020). https://www.doi.org/10.1051/0004-6361/201936482
  10. Саванов (I.S. Savanov), Astrophysics 64, 178 (2021). https://www.doi.org/10.1007/s10511-021-09679-y
  11. Саванов, Шематович (I.S. Savanov and V.I. Shematovich), Astrophys. Bull. 76, 450 (2021).
  12. Санч-Форкада и др. (J. Sanz-Forcada, M. López-Puertas, L. Nortmann, and M. Lampón), Cambridge Workshop on Cool Stars, Stellar Systems, and the Sun, 138. https://www.doi.org/10.5281/zenodo.7561725
  13. Стрехит и др. (A.G. Sreejith, L. Fossati, A. Youngblood, K. France, and S. Ambily), Astron. Astrophys. 644, A67 (2020).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2023