Fomalhaut b

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Fomalhaut b
Fomalhaut cu Inel de disc și planeta extrasolară b.jpg
Fotografie a planetei făcută de telescopul spațial Hubble ; banda ovală strălucitoare este discul de praf, în timp ce formațiunile din această bandă sunt formate din lumină difuză de la stea. Rețineți poziția planetei în 2004 și 2006.
Mama vedetă Fomalhaut
Descoperire 13 noiembrie 2008
Descoperitori Paul Kalas și colab.
Clasificare Gigant gazos
Constelaţie Pești din sud
Parametrii orbitali
(la momentul respectiv J2000.0 )
Axa semi-majoră ~ 115 UA
Periastro ~ 102 AU
Afastro ~ 128 AU
Perioadă orbitală ~ 2000 de ani [1] [2]
Înclinarea orbitală ~ 66 °
Excentricitate ~ 0,13
Date fizice
Masa
0,054 - 3 M J
Nomenclaturi alternative
Editați datele pe Wikidata · Manual

Fomalhaut b, sau Dagon [3] , este o planetă extrasolară care orbitează în jurul stelei albe Fomalhaut , cea mai strălucitoare din constelația Peștelui sudic , care se află la aproximativ 25 de ani lumină de Pământ .

Descoperirea planetei a fost făcută cunoscută în 2008 și a fost posibilă printr-o serie de fotografii realizate de telescopul spațial Hubble în 2004 și 2006 [4] [5] . Fomalhaut bei planetele HR 8799 b , c și d care orbitează în jurul HR 8799 au fost primele a căror mișcare orbitală a fost confirmată prin imagini directe.

Descoperirea planetei a fost pusă la îndoială în ianuarie 2012 în urma datelor în infraroșu colectate de telescopul spațial Spitzer , care nu a detectat prezența planetei la aceste lungimi de undă [6] ; cu toate acestea, o analiză ulterioară a datelor furnizate de telescopul Hubble pare să confirme, deși cu o anumită marjă de incertitudine, existența planetei [7] . Din 2014 punctul luminos care părea să indice prezența planetei nu mai este vizibil; Studii recente sugerează că punctul luminos descoperit în 2004 a fost un nor în expansiune de resturi format dintr-o coliziune de planetesimale, mai degrabă decât o planetă. [8]

Primele ipoteze

Comparație între sistemul solar și sistemul Fomalhaut.

Din 1983 se știe că Fomalhaut este înconjurat de un disc circumstelar de praf și gaze; [9] de la primele observații, unii cercetători au avansat ipoteza că unele dintre caracteristicile sale ar putea fi explicate prin existența uneia sau mai multor planete. Wyatt și Dent (2002) au presupus că una dintre explicațiile posibile pentru prezența unor aglomerări în interiorul discului a fost existența unei planete [10] ; Stapelfeldt și colegii (2004) s-au referit la aceeași ipoteză pentru a explica unele asimetrii prezente în disc [11] . Una dintre cele mai exacte lucrări în acest sens este cea a lui Quillen (2006), în care unele caracteristici ale discului, cum ar fi excentricitatea sa și faptul că granița sa internă este foarte clară, au fost urmărite până la prezența unei planete situate chiar în interiorul discului; această planetă trebuie să aibă o masă între cea a lui Neptun și cea a lui Saturn și a fost plasată pe o orbită cu o excentricitate similară cu cea a discului însuși ( e ≈ 0,1) [12]

Observare

La 13 noiembrie 2008, o echipă de oameni de știință condusă de astrofizicianul Paul Kalas a prezentat imaginile discului circumstelar obținute în 2004 și 2006 prin intermediul Advanced Camera for Surveys of the Hubble Space Telescope. În vecinătatea marginii interioare a discului, se observa un punct luminos care se deplasase cu 184 ± 22 mase , corespunzând la 1,41 ± 0,17 UA, în 1,7 ani. Punctul a fost interpretat de echipă ca prima imagine a unei exoplanete obținută vreodată; mișcarea punctului a fost interpretată ca mișcarea de revoluție a planetei în jurul stelei centrale. Planeta a fost numită Fomalhaut b. Motivele care au determinat echipa să interpreteze punctul ca o imagine a unei planete au fost în esență două: în primul rând, este prea vag (are o luminozitate de 3,4 × 10 -7 L ⊙) să fie o stea mică de masă sau. Maro pitic ; în al doilea rând, prezența unui corp de mărimea unei pitici maronii sau a unei stele cu masă redusă în vecinătatea discului ar fi cauzat dezintegrarea acestuia [4] [5] .

Fomalhaut b este, prin urmare, prima exoplanetă care a fost observată direct în vizibil , prima imagine, după cea a lui Neptun, a unei planete prezise înainte de a fi descoperită și prima imagine a unei planete care a fost ipotezată pe baza interacțiunilor sale cu un disc cu pulbere. Se crede, de asemenea, că este cel mai rece și cel mai puțin masiv obiect din afara sistemului solar care a fost fotografiat vreodată [13] .

Kalas a spus despre descoperire:

( EN )

„Este o experiență profundă și copleșitoare să arunci ochii pe o planetă nemaivăzută până acum. Aproape că am avut un infarct la sfârșitul lunii mai, când am confirmat că Fomalhaut își orbitează steaua părinte. "

 ( IT )

„Este o experiență profundă și șocantă să aruncăm o privire asupra unei planete nemaivăzute până acum. Aproape am avut un infarct când am confirmat la sfârșitul lunii mai că Fomalhaut orbitează steaua sa mamă. "

( Paul Kalas [14] )

Îndoieli cu privire la existența lui Fomalhaut b

Impresia artistului despre Fomalhaut b

Două caracteristici ale punctului luminos observate în 2008 au apărut imediat problematice pentru identificarea sa cu o planetă. Primul este că nu are corespondență în banda infraroșie, în timp ce o planetă veche de cel puțin 200 de milioane de ani, la distanța Fomalhaut b, ar trebui să fie suficient de rece (aproximativ 400 K) pentru a emite o cantitate considerabilă de radiație în frecvențe în infraroșu. Cu toate acestea, deja Marengo și colab. (2009), pe baza unei serii de observații efectuate de telescopul spațial Spitzer, a subliniat că, dată fiind sensibilitatea lui Spitzer, eșecul observării planetei în frecvențele infraroșii a pus limite severe asupra posibilității existenței unei planete în regiunile în care Fomalhaut b fusese observat. În special, pentru a susține teza identificării punctului luminos cu o planetă, a fost necesar să se revizuiască modelul atmosferei Fomalhaut b, pentru a explica lipsa de observație în infraroșu. În așteptarea acestei revizuiri, acești cărturari au continuat, cea mai probabilă ipoteză cu privire la punctul luminos observat a fost aceea că era o regiune a discului care reflectase lumina stelei [15] .

Aceste îndoieli au fost ridicate cu mai multă forță de Janson și colab. (2012) bazat pe observații noi, mai precise făcute de Spitzer, care plasează limite și mai stricte ale luminozității Fomalhaut b în infraroșu. Autorii resping, de asemenea, ipoteza prezentată în 2008 de Kalas și colegii săi, conform căreia luminozitatea ridicată a lui Fomalhaut b în vizibil este determinată de un disc de acumulare în jurul planetei [4] : această ipoteză este considerată puțin probabilă, având în vedere acreția masivă. rata care ar fi necesară pentru a explica luminozitatea observată, similară ca dimensiune cu cea a unei stele T Tauri . Janson și colab. (2012) consideră alte două scenarii mult mai probabile decât cele ale existenței unui gigant gazos: primul urmărește pata luminoasă până la coliziunea recentă a două planetesimale; a doua către o planetă mult mai mică decât cea ipotezată de Kalas și colegii săi, cu o masă mai mică de 10 M ⊕ și, prin urmare, stâncoasă sau înghețată, în jurul căreia un roi de planetesimale orbitează unul pe altul, producând punctul luminos observat [6] .

Cealaltă caracteristică a punctului de lumină care stârnește perplexitate este variabilitatea sa. Între 2004 și 2006, punctul a scăzut luminozitatea cu aproximativ o jumătate de magnitudine. Teoria care identifică punctul cu o planetă gazoasă trebuie să formuleze ipoteze suplimentare pentru a explica această variabilitate. Kalas și colegii au propus două dintre ele: pe lângă prezența menționată mai sus a unui disc de acumulare în jurul planetei, au prezentat ipoteza că planeta este înconjurată de un sistem de inele, similar cu cel al lui Saturn : inelele ar reflecta diferit lumina stelei centrale, pe măsură ce planeta se mișcă, iar acest lucru ar explica variația luminozității [4] . Cu toate acestea, Janson și colab. (2012) resping, de asemenea, această a doua ipoteză datorită faptului că pare probabil că în prezent originea punctului de lumină observat este între stea și Pământ și, prin urmare, pare puțin probabil ca un sistem de inele să poată reflecta cantități mari de lumină din acea poziția. [6] .

Potrivit lui András Gáspár și George H. Rieke de la Universitatea din Arizona, planeta nu există: din 2004 imaginea punctului luminos din discul de resturi a dispărut treptat, până când a dispărut complet în 2014. Autorii, într-o publicație din 2020, susțin că ceea ce se credea că este o planetă a fost probabil un nor mare de particule în expansiune, care a apărut nu cu mult înainte de descoperirea planetei datorită unei coliziuni gigantice de planete-animale cu un diametru de 200 de kilometri. [8]

Caracteristicile discului implică existența planetelor?

Ilustrația ipotezei conform căreia discul lui Fomalhaut este sculptat de două planete păstore care îi definesc contururile.

Dincolo de identificarea punctului luminos observat de Hubble cu o planetă gazoasă, rămâne întrebarea dacă caracteristicile discului implică sau nu existența unei planete. Discul este excentric, iar Fomalhaut este plasat într-unul din focarele elipsei . Această formă eliptică ar fi trebuit să fie generată de o planetă având o orbită excentrică care a „sculptat” discul astfel încât să inducă o excentricitate similară în discul însuși [12] . Faptul că discul pare să aibă limite foarte clare a condus la concluzii similare cu privire la prezența unei planete care „își sculptează” forma [12] . Necesitatea existenței planetelor pentru a explica morfologia discului a fost reiterată de Boley și colab. (2012), care fac ipoteza existenței a două planete păstor care sculptează respectiv limitele interne și externe ale discului, care par a fi ambele foarte clare atunci când sunt observate prin intermediul interferometrului radio ALMA [16] .

Cu toate acestea, nu toți cercetătorii sunt de acord cu această concluzie. Lyra și Kuchner (2012) au modelat hidrodinamica discurilor de asteroizi. Se presupune că discul conține, pe lângă praf și planetesimale, cantități mari de gaz. Praful ar transfera căldura primită de la steaua centrală la gaz, care s-ar extinde: presiunea gazului ar favoriza acumularea de praf în anumite regiuni ale discului, în timp ce gazul, răcind, ar tinde să se îngroașe în regiunile curățate de praf în sine. Ar urma o anticorelație între densitatea prafului și cea a gazului: aceasta ar avea ca rezultat limitarea prafului în regiuni cu limite foarte ascuțite. Undele de praf create de gazul de înaltă presiune ar fi, de asemenea, responsabile pentru excentricitatea discului. Prin urmare, nu ar fi nevoie de nicio planetă pentru a explica caracteristicile fizice ale discului [17] [18] .

Caracteristici fizice probabile

Fomalhaut b se află la 115 UA de steaua sa, ceea ce echivalează cu aproximativ zece ori distanța dintre Saturn și Soare. Deplasarea planetei, detectată de telescopul Hubble, ne-a permis să estimăm perioada de revoluție , egală cu aproximativ 872 Ani de pământ . Viteza orbitală este de 3,9 km / s, în timp ce excentricitatea orbitei este de 0,13. Masa planetei ar trebui să nu mai fie de 3 ori pe care a planetei Jupiter și nu mai puțin decât cea a lui Neptun (care este echivalent cu 0,054 Jupiter mase); ar fi deci un gigant gazos . Deoarece Fomalhaut are aproximativ 16 ori luminozitatea Soarelui , Neptun și Fomalhaut b se află în regiuni de temperatură similară datorită legii proporționalității pătratice inverse [4] .

Pe baza luminozității sale în vizibil și a slăbiciunii sale relative în infraroșu , se presupune că Fomalhaut b este înconjurat de un disc de acumulare sau un sistem de inele cu o rază de aproximativ 20-40 de ori mai mare decât cea a lui Jupiter (pentru comparație, limita exterioară a Inelul A al lui Saturn este doar de două ori pe raza lui Jupiter de la centrul planetei); aceste dimensiuni sunt similare cu razele orbitelor sateliților galileeni ai lui Jupiter și, prin urmare, ne fac să credem că este un sistem de luni în formare în jurul planetei [4] .

Chiang și colab. (2009) au dezvoltat un model în care o singură planetă de masă mai mică de 3M J este responsabilă pentru caracteristicile observabile ale discului, adică excentricitatea și marginea interioară foarte ascuțită. Acest model este compatibil cu observațiile lui Fomalhaut b făcute de Kalas și colegi [19] . În sine, modelul lui Chiang și colab. (2009) este compatibil cu existența altor planete mai interne decât Fomalhaut b, cu condiția ca masa acestora din urmă să fie mult mai mică de 3M J. Cu toate acestea, imaginile capturate în banda M de Observatorul MMT exclud existența altor giganți gazoși cu o masă mai mare de 2 M J la o distanță între 10 și 40 UA de stea [20] . Mai jos este o prezentare generală a principalelor caracteristici ale sistemului planetar .

La 8 ianuarie 2013 , în cadrul unei conferințe a Societății Astronomice Americane , a fost ipotezat un nou scenariu pentru planetă: orbita lui Fomalhaut b ar fi mult mai excentrică decât se credea anterior. Această orbită ar conduce-o să-și varieze distanța de la stea de la 48 la 281 UA. Perioada orbitală a fost recalculată în jur de 2000 de ani. NASA, într-un comunicat, a declarat că planeta descrie o parte a orbitei în care s-ar putea confrunta cu distrugerea, deoarece se pregătește să traverseze o zonă a centurii de asteroizi deosebit de bogată în resturi. Această traversare va dura aproximativ douăzeci de ani. Kalas și colab. , descoperitorii planetei și Institutul SETI fac ipoteza prezenței unor planete suplimentare în sistemul Fomalhaut pentru a explica excentricitatea orbitală mare și specula că aceste planete au expulzat Fomalhaut b din părțile cele mai interioare ale sistemului. O altă ipoteză sugerată este aceea a unui impact catastrofal între o planetă pitică și Fomalhaut b însuși [21] [22] .

Notă

  1. ^ JD Harrington, R. Villard, NASA's Hubble Reveals Rogue Planetary Orbit For Fomalhaut B , nasa.gov , NASA , 8 Jan 2013. Adus 9-01-2013 .
  2. ^ R. Villard, P. Kalas, Hubble dezvăluie orbita planetară necinstită pentru Fomalhaut b) Număr comunicat de presă: STScI-2013-01) , din hubblesite.org, HubbleSite, 8 ianuarie 2013. Accesat la 28/01/2013.
  3. ^ iau1514 - Comunicat de presă - Rezultatele finale ale votului public NameExoWorlds , pe iau.org , Uniunea Astronomică Internațională , 15 decembrie 2015.
  4. ^ a b c d e f P. Kalas și colab. , Imagini optice ale unei planete exosolare la 25 de ani lumină de Pământ , în Știință , vol. 322, nr. 5906, 2008, pp. 1345-1348, DOI : 10.1126 / science.1166609 . Adus la 16 iulie 2012 .
  5. ^ a b Paul Kalas, Direct Image Of Extrasolar Planet , pe uk.youtube.com , 13 noiembrie 2008. Accesat la 16 iulie 2012 .
  6. ^ a b c Janson și colab. , Infrared Non-detection of Fomalhaut b: Implications for the Planet Interpretation , în The Astrophysical Journal , vol. 747, nr. 2, 2012, DOI : 10.1088 / 0004-637X / 747/2/116 . Adus pe 7 august 2012 .
  7. ^ T. Currie, J. Debes, TJ Rodigas, și colab. , Direct Imaging Confirmation and Characterization of a Dust-Entrouded Candidate Exoplanet Orbiting Fomalhaut , în The Astrophysical Journal Letters , vol. 760, n. 2, p. 6, DOI : 10.1088 / 2041-8205 / 760/2 / L32 . Adus 14/02/2013 . arΧiv : 1210.6620
  8. ^ a b Fomalhaut b, planeta fantomă , pe media.inaf.it , INAF , aprilie 2020.
  9. ^ HH Aumann, IRAS observații ale materiei în jurul stelelor din apropiere , în Astronomical Society of the Pacific, Publications , vol. 97, 1985, pp. 885-891, DOI : 10.1086 / 131620 . Adus la 15 august 2012 .
  10. ^ MC Wyatt, WR Dent, Procesele colizionale în discurile planetesimale extrasolare - prafuri în discul de resturi Fomalhaut , în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , vol. 334, nr. 3, 2002, pp. 589-607, DOI : 10.1046 / j.1365-8711.2002.05533.x . Adus la 15 august 2012 .
  11. ^ KR Stapelfeldt și colab. , Prima privire la discul de resturi Fomalhaut cu telescopul spațial Spitzer , în The Astrophysical Journal Supplement Series , vol. 154, nr. 1, 2004, pp. 458-462, DOI : 10.1086 / 423135 . Adus la 15 august 2012 .
  12. ^ a b c AC Quillen, Predictions for a planet just inside the Fomalhaut's excentric ring , in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , vol. 372, nr. 1, 2006, pp. L14 - L18, DOI : 10.1111 / j.1745-3933.2006.00216.x . Adus la 15 august 2012 . .
  13. ^ Exoplanetele vin în cele din urmă la vedere , la news.bbc.co.uk , BBC . Adus la 15 august 2012 .
  14. ^ Lewis Smith, Primele imagini făcute ale planetei din afara sistemului solar: Fomalhaut b , timesonline.co.uk , The Times , 13 noiembrie 2008. Accesat la 14 noiembrie 2008 .
  15. ^ M. Marengo și colab. , Spitzer / Infrared Array Camera Limits to Planetary Companions of Fomalhaut și epsilon Eridani , în The Astrophysical Journal , vol. 700, n. 2, 2009, pp. 1647-1657, DOI : 10.1088 / 0004-637X / 700/2/1647 . Adus pe 7 august 2012 .
  16. ^ AC Boyle și colab. , Constrângerea sistemului planetar al lui Fomalhaut folosind observații ALMA de înaltă rezoluție , în The Astrophysical Journal Letters , vol. 750, nr. 1, 2012, pp. L21, DOI : 10.1088 / 2041-8205 / 750/1 / L21 . Adus la 10 august 2012 .
  17. ^ Maggie McKee, Inele de praf nu „fumează pistol” pentru planete , la urma urmei , la newscientist.com , NewScientist - Space. Adus la 10 august 2012 .
  18. ^ Wladimir Lyra, Marc J. Kuchner, Inele excentrice ascuțite în modele hidrodinamice fără planetă ale discurilor de resturi , la arxiv.org , arXiv.org - Universitatea Cornell. Adus la 10 august 2012 .
  19. ^ E. Chiang și colab. , Fomalhaut's Debris Disk and Planet: Constraining the Mass of Fomalhaut b From Disk Morfology , în The Astrophysical Journal , vol. 693, nr. 1, 2009, pp. 734-749, DOI : 10.1088 / 0004-637X / 693/1/734 . Adus la 6 iulie 2012 .
  20. ^ M. Kenworthy și colab. , MMT / AO 5 µm Imaging Constraints on the Existence of Giant Planets Orbiting Fomalhaut at ~ 13-40 AU , in The Astrophysical Journal , vol. 697, nr. 2, 2009, pp. 1928-1933, DOI : 10.1088 / 0004-637X / 697/2/1928 . Accesat la 6 august 2012 .
  21. ^ JD Harrington, Ray Villard, Hubble-ul NASA dezvăluie orbita planetară necinstită pentru Fomalhaut B , la nasa.gov , NASA . Adus pe 29 ianuarie 2013 .
  22. ^ Fomalhaut , pe solstation.com , Compania Sol. Adus pe 29 ianuarie 2013 .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Astronomie Portalul astronomiei : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de astronomie și astrofizică
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Fomalhaut_b&oldid=118143079 ”