HD 189733 b - HD 189733 b
Objev | |
---|---|
Objevil | Bouchy a kol. |
Discovery site | Observatoř Haute-Provence |
Datum objevu | 5. října 2005 |
Transit Dopplerova spektroskopie |
|
Orbitální charakteristiky | |
Apastron | 0,03102 AU (4 641 000 km) |
Periastron | 0,03096 AU (4632000 km) |
0,03099 ± 0,0006 AU (4 636 000 ± 90 000 km) | |
Excentricita | 0,0010 ± 0,0002 |
2,2185733 ± 0,00002 d 53,245759 h |
|
Průměrná orbitální rychlost
|
152,5 |
Sklon | 85,76 ± 0,29 |
Semi-amplituda | 205 ± 6 |
Hvězda | HD 189733 |
Fyzikální vlastnosti | |
Střední poloměr |
1,138 ± 0,027 R J |
Hmotnost |
1,162+0,058 --0,039 M J |
21,2 m/s 2 (70 ft/s 2 ) | |
Albedo | 0,40 ± 0,12 (290–450 nm) <0,12 (450–570 nm) |
Teplota | 1117 ± 42 K. |
HD 189733 b je exoplaneta přibližně 64,5 světelných let od Sluneční soustavy v souhvězdí z Vulpecula . Planeta byla objevena na oběžné dráze kolem hvězdy HD 189733 5. října 2005, kdy astronomové ve Francii pozorovali planetu procházející přes její tvář. S hmotností o 16,2% vyšší než Jupiter a poloměrem 13,8% obíhá HD 189733 b kolem své hostitelské hvězdy jednou za 2,2 dne při oběžné rychlosti 152,5 km za sekundu (341 000 mph), což z něj činí horký Jupiter se špatnými vyhlídkami pro mimozemský život .
HD 189733 b, který je nejbližším tranzitujícím horkým Jupiterem k Zemi, je předmětem rozsáhlého atmosférického zkoumání. Atmosféra HD 189733b byla rozsáhle studována pomocí nástrojů s vysokým a nízkým rozlišením, a to ze země i z vesmíru. HD 189733 b byla první extrasolární planeta, pro kterou byla zkonstruována tepelná mapa , která může být detekována pomocí polarimetrie , aby byla určena její celková barva (tmavě modrá), aby byl detekován tranzit v rentgenovém spektru a obsahoval oxid uhličitý detekován v jeho atmosféře.
V červenci 2014 NASA oznámila nalezení velmi suché atmosféry na třech exoplanetách (HD 189733b, HD 209458b , WASP-12b ) obíhajících kolem hvězd podobných Slunci.
Detekce a objevování
Tranzitní a dopplerovská spektroskopie
6. října 2005 oznámil tým astronomů objev tranzitující planety HD 189733 b. Planeta byla poté detekována pomocí Dopplerovy spektroskopie . Měření radiální rychlosti v reálném čase detekovalo Rossiterův-McLaughlinův efekt způsobený planetou procházející před její hvězdou, než fotometrická měření potvrdila, že planeta prochází. V roce 2006 oznámil tým vedený Drakem Demingem detekci silné infračervené tepelné emise z tranzitní planety exoplanety HD 189733 b, a to měřením poklesu toku (snížení celkového světla) během jeho prominentního sekundárního zatmění (když planeta přechází za hvězdou) .
Hmotnost planety se odhaduje o 13% větší než u Jupitera , přičemž planeta absolvuje oběžnou dráhu kolem své hostitelské hvězdy každých 2,2 dne a rychlost oběžné dráhy 152,5 kilometru za sekundu (341 000 mph).
Infračervené spektrum
21. února 2007 zveřejnila NASA zprávu, že Spitzerův vesmírný teleskop změřil podrobná spektra z HD 189733 ba HD 209458 b . Vydání přišlo současně s veřejným vydáním nového čísla Nature, které obsahovalo první publikaci o spektroskopickém pozorování druhé exoplanety, HD 209458 b. Článek byl předložen a publikován Astrophysical Journal Letters . Spektroskopická pozorování HD 189733 b vedl Carl Grillmair z NASA Spitzer Science Center .
Viditelná barva
V roce 2008 se zdálo, že tým astrofyziků detekoval a monitoroval viditelné světlo planety pomocí polarimetrie , což by byl první takový úspěch. Tento výsledek se zdá být potvrzen a upřesněn stejným týmem v roce 2011. Zjistili, že planetové albedo je v modrém světle výrazně větší než v červeném, pravděpodobně kvůli Rayleighovu rozptylu a molekulární absorpci v červeném. V roce 2013 byla následně potvrzena modrá barva planety, což by z HD 189733 udělalo první planetu, jejíž celková barva byla určena dvěma různými technikami. Tato měření v polarizovaném světle byla od té doby sporná dvěma samostatnými týmy používajícími citlivější polarimetry, přičemž v nich jsou uvedeny horní hranice polarimetrického signálu.
Modravost planety může být důsledkem Rayleighova rozptylu . V polovině ledna 2008 spektrální pozorování během tranzitu planety pomocí tohoto modelu zjistilo, že pokud existuje molekulární vodík , bude mít atmosférický tlak 410 ± 30 mbar 0,1564 slunečních poloměrů. Mie aproximační model také zjistil, že v jeho atmosféře je možný kondenzát, křemičitan hořečnatý (MgSiO 3 ) s velikostí částic přibližně 10 −2 až 10 −1 μm. Při použití obou modelů by teplota planety byla mezi 1340 a 1540 K. Rayleighův efekt je potvrzen v jiných modelech a zjevným nedostatkem chladnější, zastíněné stratosféry pod její vnější atmosférou. Ve viditelné oblasti spektra lze díky jejich vysokým absorpčním průřezům zkoumat atomový sodík a draslík. Například pomocí spektrografu UVES s vysokým rozlišením na VLT byl v této atmosféře detekován sodík a byly zkoumány další fyzikální vlastnosti atmosféry, jako je teplota.
Rentgenové spektrum
V červenci 2013 NASA oznámila první pozorování tranzitu planety studovaná v rentgenovém spektru. Bylo zjištěno, že atmosféra planety blokuje třikrát více rentgenových paprsků než viditelné světlo.
Vypařování
V březnu 2010 tranzitní pozorování pomocí HI Lyman-alfa zjistilo, že se tato planeta odpařuje rychlostí 1-100 gigagramů za sekundu. Tato indikace byla nalezena detekcí rozšířené exosféry atomového vodíku. HD 189733 b je druhá planeta po HD 209458 b, u které bylo zjištěno odpařování atmosféry.
Fyzikální vlastnosti
Tato planeta vykazuje doposud pozorovanou jednu z největších fotometrických tranzitních hloubek (množství zablokovaného světla mateřské hvězdy) extrasolárních planet , přibližně 3%. Zdánlivá délka stoupajícího uzlu jeho oběžné dráhy je na naší obloze od severu na jih vzdálena 16 stupňů +/- 8. To a HD 209458 b byly první dvě planety, které byly přímo spektroskopicky pozorovány. Mateřské hvězdy těchto dvou planet jsou nejjasnějšími hostitelskými hvězdami procházejících planet, takže těmto planetám bude i nadále věnována největší pozornost astronomů. Jako většina horkých Jupiterů je tato planeta považována za tidally uzamčenou ke své mateřské hvězdě, což znamená, že má trvalý den a noc.
Planeta není zploštělá a nemá ani satelity s poloměrem Země větším než 0,8 ani prstencový systém, jako má Saturn.
Mezinárodní tým pod vedením Svetlany Berdyuginy z Curychské technologické univerzity pomocí švédského 60centimetrového dalekohledu KVA, který se nachází ve Španělsku, dokázal přímo vidět polarizované světlo odražené od planety. Polarizace ukazuje, že rozptylová atmosféra je podstatně větší (> 30%) než neprůhledné těleso planety pozorované během tranzitů.
Atmosféra byla zpočátku předpovídána „třídou pL“, postrádající teplotně inverzní stratosféru ; jako trpaslíci L, kterým chybí oxidy titanu a vanadu. Následná měření, testovaná na stratosférickém modelu, přinesla nepřesvědčivé výsledky. Atmosférické kondenzáty tvoří zákal 1 000 kilometrů (620 mi) nad povrchem při pohledu v infračerveném spektru. Západ slunce při pohledu z tohoto povrchu by byl červený. Signály sodíku a draslíku byly předpovězeny Tinetti 2007. Nejprve zakrytý zákalem kondenzátů byl nakonec pozorován sodík při trojnásobné koncentraci sodíkové vrstvy HD 209458 b . Draslík byl také detekován v roce 2020, i když ve výrazně menších koncentracích. HD 189733 je také první extrasolární planetou, u níž bylo potvrzeno, že má ve své atmosféře oxid uhličitý.
Mapa planety
V roce 2007 byl k mapování teplotních emisí planety použit vesmírný dalekohled Spitzer . Systém planeta+hvězda byl pozorován 33 po sobě jdoucích hodin, počínaje, když byla v dohledu pouze noční strana planety. V průběhu jedné poloviny oběžné dráhy planety se objevovalo stále více dnů. Byl objeven teplotní rozsah 973 ± 33 K až 1212 ± 11 K, což naznačuje, že absorbovaná energie z mateřské hvězdy je distribuována poměrně rovnoměrně atmosférou planety. Oblast nejvyšší teploty byla posunuta o 30 stupňů východně od subelárního bodu, jak předpovídají teoretické modely horkých Jupiterů s přihlédnutím k parametrizovanému mechanismu redistribuce ze dne na noc.
Vědci z University of Warwick zjistili, že z denní strany na noční fouká vítr o rychlosti až 8 700 km/h (5400 mph). NASA vydala mapu jasu povrchové teploty HD 189733 b; je to vůbec první mapa extra solární planety, která kdy byla zveřejněna.
Vodní pára, kyslík a organické sloučeniny
11. července 2007 tým vedený Giovannou Tinetti zveřejnil výsledky svých pozorování pomocí Spitzerova vesmírného teleskopu a dospěl k závěru, že existují spolehlivé důkazy o významném množství vodní páry v atmosféře planety. Následná pozorování provedená pomocí Hubbleova vesmírného teleskopu potvrzují přítomnost vodní páry, neutrálního kyslíku a také organické sloučeniny metanu . Později pozorování Very Large Telescope také detekovala přítomnost oxidu uhelnatého na denní straně planety. V současné době není známo, jak metan vznikl, protože vysoká teplota planety 700 ° C by měla způsobit reakci vody a metanu a nahrazení atmosféry oxidem uhelnatým. Nicméně přítomnost zhruba 0,004% objemových frakcí vodní páry v atmosféře HD 189733 b byla potvrzena emisními spektry s vysokým rozlišením pořízenými v roce 2021.
Počasí a deště roztaveného skla
Počasí na HD 189733b je smrtící. Vítr složený ze silikátových částic fouká rychlostí až 8 700 kilometrů za hodinu (5400 mph). Pozorování této planety také našly důkazy o tom, že horizontálně prší roztavené sklo.
Vývoj
Při tranzitu systém také jasně vykazuje Rossiterův -McLaughlinův efekt , posun ve spektrálních fotosférických čarách způsobený planetou zakrývající část rotujícího hvězdného povrchu. Vzhledem ke své vysoké hmotnosti a blízké oběžné dráze má mateřská hvězda velmi velkou poloviční amplitudu (K) , „kolísání“ v radiální rychlosti hvězdy , 205 m/s.
Efekt Rossiter – McLaughlin umožňuje měření úhlu mezi orbitální rovinou planety a rovníkovou rovinou hvězdy. Jsou dobře zarovnané, nesouosost rovná -0,5 ± 0,4 °. Analogicky s HD 149026 b byla tvorba planety mírová a pravděpodobně zahrnovala interakce s protoplanetárním diskem . Mnohem větší úhel by naznačoval násilnou souhru s jinými protoplanety.
Kontroverze interakce hvězd-planeta
V roce 2008 tým astronomů poprvé popsal, jak exoplaneta obíhající kolem HD 189733 A dosáhne určitého místa na své oběžné dráze, což způsobí zvýšené hvězdné vzplanutí . V roce 2010 jiný tým zjistil, že pokaždé, když pozorují exoplanetu v určité poloze na její oběžné dráze, detekovali také rentgenové světlice. Teoretický výzkum od roku 2000 naznačil, že exoplaneta velmi blízko hvězdy, kterou obíhá, může způsobit zvýšené vzplanutí v důsledku interakce jejich magnetických polí nebo kvůli slapovým silám . V roce 2019 astronomové analyzovali data z Arecibo Observatory , MOST a Automated Photoelectric Telescope, kromě historických pozorování hvězdy na rádiových, optických, ultrafialových a rentgenových vlnových délkách, aby prozkoumali tato tvrzení. Zjistili, že předchozí tvrzení byla přehnaná a hostitelská hvězda nedokázala zobrazit mnoho jasových a spektrálních charakteristik spojených s hvězdně se rozšiřujícími a slunečními aktivními oblastmi , včetně slunečních skvrn. Jejich statistická analýza také zjistila, že je vidět mnoho hvězdných světlic bez ohledu na polohu exoplanety, a proto vyvrací dřívější tvrzení. Magnetická pole hostitelské hvězdy a exoplanety na sebe nereagují a o tomto systému se již nevěří, že by měl „interakci hvězda-planeta“. Někteří výzkumníci také navrhli, aby HD 189733 akumuloval nebo táhl plyn z jeho obíhající exoplanety rychlostí podobnou té, která se nachází kolem mladých protostarů v hvězdných systémech T Tauri . Pozdější analýza prokázala, že od společníka „horkého Jupitera“ bylo akumulováno velmi málo plynu, pokud vůbec nějaký.
Viz také
- Bellerophon ( 51 Pegasi b - HD 217014 b)
- HD 2039 b
- HD 149026 b
- Kepler-186 f
- Osiris ( HD 209458 b )
- WASP-3 b
- WASP-12 b
- WASP-189 b
Reference
externí odkazy
- Média související s HD 189733 b na Wikimedia Commons
- Berdyugina; Berdyugin; Fluri; Piirola (02.02.2008). „První detekce polarizovaného rozptýleného světla z exoplanetární atmosféry“. Astrofyzikální časopis . 673 : L83 – L86. arXiv : 0712.0193 . Bibcode : 2008ApJ ... 673L..83B . doi : 10,1086/527320 .
- Naeye, Robert (07.10.2005). „Dosud nejlepší tranzitní exoplaneta“ . Obloha a dalekohled . Citováno 2008-06-21 .
- Deming; Harrington, Joseph; Seager, Sara; Jeremy Richardson (2006-02-20). „Silné infračervené emise z extrasolární planety HD189733b“. Astrofyzikální časopis . 644 (1): 560–564. arXiv : astro-ph/0602443 . Bibcode : 2006ApJ ... 644..560D . doi : 10,1086/503358 .
- HD 189733 b na WikiSky : DSS2 , SDSS , GALEX , IRAS , Hydrogen α , X-Ray , Astrophoto , Sky Map , Články a obrázky