Ново значимо научно откритие на възпитаника на катедра Астрономия на Софийския университет д-р Трифон Трифонов

Д-р Трифон Трифонов от института „Макс Планк“ в Хайделберг, Германия и екип от колеги от Германия, Чили и САЩ направиха ново откритие в научната област на вкзопланетите.

Той и колегите му са регистрирали нова екзопланетна система, състояща се от две планети около звездата TOI-2202, чийто маса е около 80 % от тази на Слънцето. Откритието е значимо, тъй като планетите TOI-2202b и TOI-2202c са аналог на газовите гиганти Юпитер и Сатурн, но се намират много по-близо до своята звездата, отколкото е Меркурий до Слънцето. Орбиталните им периоди са съответно 11.9 дни и 24.7 дни и са близки до отношението 2:1, наречено още орбитален резонанс. Подобни горещи екзопланетни кратни системи са много рядко явление и предлагат уникална възможност за астрономите да „върнат времето назад“ и проследят историята на системата като изучат в детайли процесите на образуването и развитието тези планети. В съвременната астрономия схващането, че планети с маси от типа на TOI-2202b и TOI-2202c се образували в много по-студените области на протопланетарния диск е почти безспорно. Това е така, тъй като само в области, достатъчно отдалечени от протозвездата, температурата е достатъчно ниска, за да са налични много лед и газ, които да кондензират в масивни планети от типа на газовите гиганти в Слънчевата система. В първите няколко милиона години от живота на звездата, планетите се образуват в протопланетарен диск около звездата, като натрупват газ, прах, и лед. Взаимодействието на протопланетите с веществото, от което е изграден дискът е основната причина планетите да мигрират на много по-горещи орбити. В случая на TOI-2202 планетите са две, а техните близки орбити повдигат въпроси как въобще системата е останала стабилна по време на миграцията, а и след това. Ясно е че TOI-2202b и TOI-2202c са изминали дълъг път на орбитална миграция, като са останали на стабилни орбити, най-вероятно благодарение на орбитален резонанс 2:1, в който са били „заключени“ преди дискът да се изпари и да наруши тяхния орбитален синхрон. В този контекст, орбиталните параметри и физически характеристики на TOI-2202b и TOI-2202c са много важна находка за физическите процеси на образуване на масивни планети и темпа и на орбитална миграция, което предлага уникална възможност за намирането на фундаментални отговори за характеристиките на протопланетарните дискове, в които се формират планетите.

TOI-2202b е открита чрез пасажни наблюдения на космическия телескоп TESS на NASA, и регистрирана също и с свръхпрецизни наземни наблюдения на ефекта на Доплерсъс спектрографи на Европейската Южна Обсерватория и института Макс-Планк, разположени в Чили. По-близката планета TOI-2202b е намерена по метода на точните пасажи с TESS, втората планета, TOI-2202c, не преминава пред диска на родителската звезда, а е открита благодарение на гравитационното смущение, което се изразява във времеви разлики на пасажите по близката планета. TOI-2202c е открита благодарение на експертизата на Д-р Трифон Трифонов в сферата на гравитационното взаимодействие на многопланетни системи и благодарение на негов софтуер с отворен код. TOI-2202 е едва втората планетна система открита с телескопа TESS, при която е регистриран този гравитационен ефект (първата е TOI-219, за която д-р Трифонов също има принос в анализите, виж, Dawson et al. 2021).

Научната статия ще бъде публикувана в престижното научно списание The Astronomical Journal, а пре-принт на статията е наличен в ArXiv/AstroPH (https://arxiv.org/abs/2108.05323).