Международная группа астрономов сообщила об открытии необычной экзопланеты TOI-1231 b размером с Нептун, располагающейся на расстоянии около 90 световых лет от Земли. Она является одной из самых холодных небольших планет и располагается в зоне обитаемости родительской звезды, что делает возможным существование на ней доступных наблюдению облаков из водяного пара. Подробности излагаются в препринте статьи, доступной в репозитории arXiv.
Ученые провели наблюдения за звездой TOI-1231 b, относящейся к красным карликам, с помощью космического телескопа TESS и зафиксировали два транзитных сигнала на кривой блеска — яркость звезды падает, когда между ней и наблюдателем проходит крупное небесное тело. Впоследствии более подробные данные о транзитах удалось собрать с помощью международной сети наземных телескопов обсерватории Las Cumbres и фотометрических инструментов ASTEP (Antarctica Search for Transiting ExoPlanets), располагающихся на антарктической станции Конкордия.
Оказалось, что кривые блеска вызваны планетой-двойником Нептуна, радиус которой достигает 3,65 радиуса Земли, а период обращения вокруг родительской звезды равен чуть более 24 суткам. Спектрографические измерения радиальной скорости звезды, которая возникает при отклонении общего центра тяжести из-за присутствия планеты, показали, что масса TOI-1231 b примерно равна 15 массам Земли. С учетом размеров ее плотность лишь немногим больше плотности Нептуна (1,74 грамма на кубический сантиметр против 1,638 грамма на кубический сантиметр соответственно).
Открытие взволновало ученых тем, что относительно низкая равновесная температура планеты, равная 330 кельвинов, делает TOI-1231 b подходящей для изучения атмосферного состава (например, облаков из водяного пара и аммиачного азота) во время транзита. В этот момент можно наблюдать, как свет звезды проходит через атмосферу планеты, однако определенные вещества в атмосфере поглощают волны определенной длины, что выявляется при спектрографическом анализе как темные линии на спектре.
Такую редкую возможность для изучения исследователям, кроме TOI-1231 b, предоставляет только одна известная планета — холодный мининептун K2-18 b, который, как уже известно, содержит водяной пар. Будущие наблюдения с помощью космических телескопов Хаббла и Джеймса Уэбба позволят провести первый в своем роде сравнительный анализ газовых оболочек двух планет схожего типа.