stringtranslate.com

ВАСП-12б

WASP-12b — горячий Юпитер [5] (класс экзопланет ), вращающийся вокруг звезды WASP-12 , обнаруженной в апреле 2008 года в ходе исследования транзита планет SuperWASP . [6] [1] Планете требуется всего лишь немного больше одного земного дня, чтобы совершить оборот вокруг своей звезды, в отличие от примерно 365,25 дня, за которые Земля совершает оборот вокруг Солнца . Ее расстояние от звезды (приблизительно 3,5 миллиона километров [2,2 миллиона миль ; 0,023 астрономических единиц ]) равно всего лишь расстоянию Земли от Солнца, а эксцентриситет такой же, как у Юпитера . Следовательно, она имеет одну из самых низких плотностей для экзопланет («раздутых» потоком энергии от звезды). 3 декабря 2013 года ученые, работающие с космическим телескопом Хаббл (HST) , сообщили об обнаружении воды в атмосфере экзопланеты . [7] [8] В июле 2014 года НАСА объявило об обнаружении очень сухой атмосферы на трех экзопланетах ( HD 189733b , HD 209458b , WASP-12b), вращающихся вокруг звезд, подобных Солнцу. [9]

В сентябре 2017 года исследователи, работающие на HST, объявили, что WASP-12b отражает всего 6% света, падающего на ее поверхность. В результате экзопланета была описана как «черная как асфальт» и «черная как смоль». [10]

Характеристики

Художественное изображение атмосферы WASP-12b, вырываемой приливными силами ее родительской звезды

Поскольку экзопланеты горячего Юпитера приливно заблокированы (т. е. одна и та же сторона всегда обращена к звезде-хозяину, так же как одна и та же сторона Луны всегда обращена к Земле), существует большой поток тепла от сильно облученной освещенной стороны к более холодной темной стороне. Считается, что это приводит к сильным ветрам, проносящимся вокруг атмосферы планеты.

Тейлор Белл и Николас Коуэн указали, что водород будет иметь тенденцию ионизироваться на дневной стороне. После того, как он перетечет на более холодную сторону ветром, он будет иметь тенденцию рекомбинировать в нейтральные атомы и, таким образом, усилит перенос тепла.

Планета находится так близко к своей звезде, что ее приливные силы деформируют ее, придавая ей форму яйца , и вытягивают ее атмосферу со скоростью около 10−7 МДж ( около 189 квадриллионов тонн ) в год. [11] Так называемый «приливной нагрев» и близость планеты к ее звезде в совокупности приводят к тому, что температура поверхности превышает 2500 К (2200 °C).

20 мая 2010 года космический телескоп Хаббл зафиксировал, как WASP-12b «поглощается» своей звездой. Ученые знали, что звезды могут поглощать планеты; однако это был первый раз, когда такое событие наблюдалось так четко. NASA подсчитало, что планете осталось жить 10 миллионов лет. [12]

Космический телескоп Хаббл наблюдал за планетой с помощью своего спектрографа Cosmic Origins Spectrograph (COS). Наблюдения подтвердили прогнозы, опубликованные в журнале Nature в феврале 2009 года Шу-линь Ли из Пекинского университета. Атмосфера планеты раздулась до размеров, почти в три раза превышающих радиус Юпитера, в то время как сама планета имеет массу на 40% больше массы Юпитера.

Орбита

Исследование, проведенное в 2012 году с использованием эффекта Росситера-Маклафлина , определило, что орбита WASP-12b сильно смещена относительно экваториальной плоскости своей звезды на 59+15
−20°. [13]

Исследование 2019 года показало, что временной интервал между двумя транзитами сократился на 29 ± 2 мсек /год с момента открытия в 2008 году. Значение было обновлено в 2020 году до 32,53 ± 1,62 мсек /год, что дает WASP-12b предполагаемую продолжительность жизни 2,90 ± 0,14 миллиона лет. [14] Исследование пришло к выводу, что орбита WASP-12b распадается в результате приливных взаимодействий между планетой и звездой-хозяином WASP-12 . Из-за этого распада орбитальный период станет короче, и планета приблизится к звезде-хозяину, пока не станет частью звезды. Распад происходит намного быстрее, чем распад WASP-19b , который не показывает распада с текущими данными. [15] [16] В 2022 году скорость распада была уточнена до 29,81 ± 0,94 мсек/год, что соответствует предполагаемому времени жизни3,16 ± 0,10  млн лет назад . [17]

Содержание углерода

Данные, представленные в исследовании 2010 года, указывают на то, что WASP-12b имеет повышенное отношение углерода к кислороду , значительно выше, чем у Солнца, что указывает на то, что это богатый углеродом газовый гигант. Соотношение C/O, совместимое с наблюдениями, составляет около 1, в то время как солнечное значение составляет 0,54. Соотношения C/O предполагают, что в звездной системе могли образоваться богатые углеродом планеты. [18] Один из исследователей, стоящих за этим исследованием, прокомментировал, что «при большем содержании углерода, чем кислорода, вы получите породы из чистого углерода, такие как алмаз или графит ». [19]

В опубликованном исследовании говорится: «Хотя богатые углеродом гигантские планеты, такие как WASP-12b, не наблюдались, теория предсказывает множество составов для твердых планет с преобладанием углерода. Углеродные планеты размером с Землю , например, могут иметь в своем составе графит или алмаз, в отличие от силикатного состава Земли». [18] Эти замечания побудили СМИ подхватить эту историю, [20] некоторые даже назвали WASP-12b « алмазной планетой ». [21]

Содержание углерода на планете находится в ее атмосфере в форме оксида углерода и метана . Исследование опубликовано в журнале Nature . [22]

Сравнение экзопланет класса « горячих юпитеров » — сверху слева направо: WASP-12b, WASP-6b , WASP-31b , WASP-39b , HD 189733b , HAT-P-12b , WASP-17b , WASP-19b , HAT-P-1b и HD 209458b .

Кандидат в спутники

Российские астрономы, изучающие кривую изменения блеска планеты, наблюдали регулярные изменения света, которые могут возникать из-за плазменного тора, окружающего по крайней мере одну экзолуну на орбите вокруг WASP-12b. [23] Это не ожидается, поскольку ожидается, что горячие планеты типа Юпитера будут терять большие луны в течение геологически коротких временных рамок. [24] Вместо этого рассматриваемый спутник может быть троянским телом . [25]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Moskowitz, Clara (16 октября 2008 г.). «Астрономы обнаружили самую горячую планету из когда-либо обнаруженных». NBC news. Архивировано из оригинала 4 апреля 2024 г. Получено 4 апреля 2024 г.
  2. ^ abc Öztürk, Oğuz; Erdem, Ahmet (14 марта 2019 г.). «Новый фотометрический анализ пяти экзопланет: CoRoT-2b, HAT-P-12b, TrES-2b, WASP-12b и WASP-52b». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 486 (2): 2290–2307. doi : 10.1093/mnras/stz747 . ISSN  0035-8711.
  3. ^ abc Коллинз, Карен А.; Килькопф, Джон Ф.; Стассун, Кейван Г. (2017). «Измерения вариаций времени транзита WASP-12b и Qatar-1b: нет доказательств наличия дополнительных планет». The Astronomical Journal . 153 (2): 78. arXiv : 1512.00464 . Bibcode : 2017AJ....153...78C. doi : 10.3847/1538-3881/153/2/78 . S2CID  55191644.
  4. ^ Оуэнс, Ниалл; Де Муидж, Э. Дж. У.; Уотсон, Калифорния; Хутон, М. Дж. (2021), «Анализ фазовой кривой и изменчивости WASP-12b с использованием фотометрии TESS», Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: Письма , 503 : L38–L46, arXiv : 2102.00052 , doi : 10.1093/mnrasl/slab014
  5. ^ Старр, Мишель (23 апреля 2018 г.). «Астрономы только что обнаружили «горячий юпитер», настолько темный, что поглощает почти 99% света». ScienceAlert .
  6. ^ "WASP Planets". SuperWASP . 5 декабря 2013 г. Получено 26 января 2016 г.
  7. ↑ Staff (3 декабря 2013 г.). «Hubble Traces Subtle Signals of Water on Hazy Worlds» (Хаббл отслеживает тонкие сигналы воды на туманных мирах). NASA . Получено 4 декабря 2013 г.
  8. ^ Mandell, Avi M.; Haynes, Korey; Sinukoff, Evan; Madhusudhan, Nikku; Burrows, Adam; Deming, Drake (3 декабря 2013 г.). "Спектроскопия транзита экзопланет с использованием WFC3: WASP-12 b, WASP-17 b и WASP-19 b". Astrophysical Journal . 779 (2): 128. arXiv : 1310.2949 . Bibcode :2013ApJ...779..128M. doi :10.1088/0004-637X/779/2/128. S2CID  52997396.
  9. ^ Харрингтон, Дж. Д.; Виллар, Рэй (24 июля 2014 г.). «ВЫПУСК 14-197 — Хаббл находит три удивительно сухих экзопланеты». NASA . Получено 25 июля 2014 г. .
  10. ↑ Уолл, Майк (18 сентября 2017 г.). «Адский мир WASP-12b темнее свежего асфальта в видимом свете, но раскалённо светится в инфракрасном диапазоне». Scientific American . Получено 19 сентября 2017 г.
  11. ^ Ли, Шу-линь; Миллер, Н.; Лин, Дуглас NC и Фортни, Джонатан Дж. (2010). «WASP-12b как вытянутая, раздутая и разрушающаяся планета из-за приливного рассеивания». Nature . 463 (7284): 1054–1056. arXiv : 1002.4608 . Bibcode :2010Natur.463.1054L. doi :10.1038/nature08715. PMID  20182506. S2CID  4414948.
  12. ^ Хаббл обнаружил, что звезда пожирает планету nasa.gov. 2010-05-20. Получено 10-12-2010.
  13. ^ Альбрехт, Саймон; Уинн, Джошуа Н.; Джонсон, Джон А.; Ховард, Эндрю У.; Марси, Джеффри У.; Батлер, Р. Пол; Арриагада, Памела; Крейн, Джеффри Д.; Шектман, Стивен А.; Томпсон, Ян Б.; Хирано, Теруюки; Бакос, Гаспар; Хартман, Джоэл Д. (2012), «Наклоны звезд-хозяев горячих Юпитеров: доказательства приливных взаимодействий и изначальных несоответствий», The Astrophysical Journal , 757 (1): 18, arXiv : 1206.6105 , Bibcode : 2012ApJ...757...18A, doi : 10.1088/0004-637X/757/1/18, S2CID  17174530
  14. ^ Тернер, Джейк Д.; Ридден-Харпер, Эндрю; Джаявардхана, Рэй (2021), «Распад орбиты горячего юпитера WASP-12b: подтверждение с помощью наблюдений TESS», The Astronomical Journal , 161 (2): 72, arXiv : 2012.02211 , Bibcode : 2021AJ....161...72T, doi : 10.3847/1538-3881/abd178 , S2CID  227305717
  15. ^ waspplanets (26 ноября 2019 г.). «Орбита WASP-12b деградирует». WASP Planets . Получено 1 января 2020 г.
  16. ^ Йи, Сэмюэл В.; Винн, Джошуа Н.; Кнутсон, Хизер А.; Патра, Кишор К.; Виссапрагада, Шреяс; Чжан, Майкл М.; Холман, Мэтью Дж.; Шпорер, Ави; Райт, Джейсон Т. (20 ноября 2019 г.). «Орбита WASP-12b ухудшается». The Astrophysical Journal . 888 : L5. arXiv : 1911.09131 . doi : 10.3847/2041-8213/ab5c16 . S2CID  208202070.
  17. ^ Вонг, Ян; Шпорер, Ави; Виссапрагада, Шреяс; Греклек-МакКеон, Майкл; Кнутсон, Хизер А.; Винн, Джошуа Н.; Беннеке, Бьёрн (20 января 2022 г.). «TESS снова посещает WASP-12: обновленная скорость распада орбиты и ограничения на атмосферную изменчивость». The Astronomical Journal . 163 (4): 175. arXiv : 2201.08370 . Bibcode :2022AJ....163..175W. doi : 10.3847/1538-3881/ac5680 . S2CID  246063389.
  18. ^ ab Madhusudhan, N.; Harrington, J.; Stevenson, KB; Nymeyer, S.; Campo, CJ; Wheatley, PJ; Deming, D.; Blecic, J.; Hardy, RA; Lust, NB; Anderson, DR; Collier-Cameron, A.; Britt, CBT; Bowman, WC; Hebb, L.; Hellier, C.; Maxted, PFL; Pollacco, D.; West, RG (2010). "Высокое отношение C/O и слабая тепловая инверсия в атмосфере экзопланеты WASP-12b". Nature . 469 (7328): 64–67. arXiv : 1012.1603 . Bibcode :2011Natur.469...64M. doi : 10.1038/nature09602. PMID  21150901. S2CID  4415171.
  19. ^ «Богатая углеродом планета: лучший друг девушки?». US News & World Report . 10 декабря 2010 г.
  20. ↑ Лорианна Де Джорджио (10 декабря 2010 г.). «Богатая углеродом планета может быть домом для алмазов». Toronto Star .
  21. ^ "Астрономы Кильского университета обнаружили алмазную планету". BBC News Online . 9 декабря 2010 г.
  22. ^ Интальята, Кристофер (9 декабря 2010 г.). «Экзопланета наносит удар по углеродным месторождениям». Scientific American .
  23. ^ Российские астрономы впервые открыли луну возле экзопланеты (на русском) - "Изучение кривой изменения блеска WASP-12b принесло российским астрономам необычный результат: были обнаружены регулярные всплески. <...> Хотя пятна на поверхности звезды также могут вызывать схожие изменения блеска, наблюдаемые всплески очень похожи по длительности, профилю и амплитуде, что свидетельствует в пользу существования экзолуны."
  24. ^ Barnes, Jason W.; O'Brien, DP (2002). «Устойчивость спутников вокруг близких экзопланет-гигантов». The Astrophysical Journal . 575 (2): 1087–1093. arXiv : astro-ph/0205035 . Bibcode : 2002ApJ...575.1087B. doi : 10.1086/341477. S2CID  14508244.
  25. ^ Кислякова, КГ; Пилат-Лохингер, Э.; Функ, Б.; Ламмер, Х.; Фоссати, Л.; Эггл, С.; Шварц, Р.; Буджада, МЮ; Эркаев, Н.В. (2016), «Об ультрафиолетовых аномалиях систем WASP-12 и HD 189733: троянские спутники как источник плазмы», Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , 461 (1): 988–999, arXiv : 1605.02507 , Bibcode : 2016MNRAS.461..988K, doi : 10.1093/mnras/stw1110 , S2CID  119205132

Внешние ссылки

Медиа, связанные с WASP-12b на Wikimedia Commons