stringtranslate.com

ПДС 70

PDS 70 ( V1032 Centauri ) — очень молодая звезда типа T Тельца в созвездии Центавра . Расположенная в 370 световых годах (110 парсеков ) от Земли, она имеет массу 0,76  M ☉ и возраст около 5,4 миллионов лет. [3] У звезды есть протопланетный диск , содержащий две зарождающиеся экзопланеты , названные PDS 70b и PDS 70c, которые были напрямую сфотографированы Очень Большим Телескопом Европейской Южной Обсерватории . PDS 70b была первой подтверждённой протопланетой , которая была напрямую сфотографирована. [6] [7] [3]

Открытие и наименование

Кривая блеска PDS 70 (он же V1032 Centauri), построенная по данным TESS [8]

«PDS» в названии этой звезды означает Pico dos Dias Survey, обзор, который искал звезды до главной последовательности на основе инфракрасных цветов звезды, измеренных спутником IRAS . [9] PDS 70 была идентифицирована как переменная звезда типа T Тельца в 1992 году по этим инфракрасным цветам. [10] Яркость PDS 70 меняется квазипериодически с амплитудой в несколько сотых звездной величины в видимом свете. [11] Измерения периода звезды в астрономической литературе противоречивы и варьируются от 3,007 дней до 5,1 или 5,6 дней. [12] [13]

Протопланетный диск

Протопланетный диск вокруг PDS 70 был впервые выдвинут в 1992 году [14] и полностью отображен в 2006 году с помощью фазово-маскового коронографа на VLT. [2] Радиус диска составляет приблизительно140  а.е. В 2012 году большой разрыв (~65 а.е. ) в диске, что, как считалось, было вызвано планетарным образованием. [5] [15]

Позже было обнаружено, что этот зазор состоит из нескольких областей: крупные пылевые частицы отсутствовали вплоть до 80 а.е., в то время как мелкие пылевые частицы отсутствовали только вплоть до ранее наблюдавшихся65 а.е. Наблюдается асимметрия в общей форме щели; эти факторы указывают на то, что, вероятно, существует несколько планет, влияющих на форму щели и распределение пыли. [16]

Космический телескоп Джеймса Уэбба использовался для обнаружения водяного пара во внутренней части диска, где могут формироваться планеты земной группы . [17] [18]

Планетная система

В результатах, опубликованных в 2018 году, планета в диске, названная PDS 70 b, была сфотографирована с помощью планетного фотоаппарата SPHERE на Очень Большом Телескопе (VLT). [3] [7] С массой, которая, по оценкам, в несколько раз больше массы Юпитера , [19] считается, что планета имеет температуру около 1200  К (930  °C ; 1700  °F ) [21] и атмосферу с облаками; [7] ее орбита имеет приблизительный радиус 20,8  а.е. (3,11 миллиарда километров), [19] совершая один оборот примерно за 120 лет. [20]

Спектр излучения планеты PDS 70 b серый и невыразительный, и к 2021 году никаких молекулярных видов обнаружено не было. [22]

Вторая планета, названная PDS 70 c, была открыта в 2019 году с помощью интегрального полевого спектрографа MUSE телескопа VLT . [23] Планета вращается вокруг своей родительской звезды на расстоянии 34,3  а.е. (5,13 миллиарда километров), дальше, чем PDS 70 b. [19] PDS 70 c находится в орбитальном резонансе с PDS 70 b, близком к 1:2 , что означает, что PDS 70 c совершает почти один оборот каждый раз, когда PDS 70 b совершает почти два оборота. [23]

Околопланетные диски

Моделирование предсказывает, что PDS 70 b приобрел свой собственный аккреционный диск . [6] [24] Аккреционный диск был впервые подтвержден наблюдениями в 2019 году, [25] однако в 2020 году были представлены доказательства того, что текущие данные благоприятствуют модели с одним компонентом черного тела планеты. [26] Было измерено, что скорость аккреции составляет не менее 5*10−7 масс Юпитера в год. [27] Исследование 2021 года с использованием новых методов и данных предположило более низкую скорость аккреции 1,4 ± 0,2*10−8 М Дж / год. [28] Неясно, как согласовать эти результаты друг с другом и с существующими моделями планетарной аккреции; будущие исследования механизмов аккреции и производства выбросов Hα должны внести ясность. [29]

Радиус фотосферного черного тела планеты составляет 3,0 ± 0,2 R J . Его болометрическая температура составляет 1193 ± 20 K , в то время как для оптически толстого аккреционного диска, значительно большего, чем сама планета, можно вывести только верхние пределы этих величин. Однако найдены слабые доказательства того, что текущие данные благоприятствуют модели с одним компонентом черного тела. [26]

В июле 2019 года астрономы, использующие Atacama Large Millimeter Array (ALMA), сообщили о первом в истории обнаружении лунообразующего околопланетного диска . Диск был обнаружен около PDS 70 c, а потенциальный диск наблюдался около PDS 70 b. [30] [31] [32] Две планеты и суперпозиция PDS 70 c и протопланетного диска были подтверждены исследователями под руководством Калифорнийского технологического института с использованием обсерватории WM Keck в Мауна-Кеа , чье исследование было опубликовано в мае 2020 года. [33] Изображение околопланетного диска вокруг PDS 70 c, отделенного от протопланетного диска, наконец подтвердило наличие околопланетного диска и было опубликовано в ноябре 2021 года. [34]

Возможная планета d

Наблюдения VLT/SPHERE показали третий объект в 0,12 угловых секундах от звезды. Его спектр очень синий, возможно, из-за света звезды, отраженного в пыли. Это может быть особенностью внутреннего диска. Все еще существует возможность, что этот объект является объектом планетарной массы, окутанным пылевой оболочкой. Для этого второго сценария масса планеты будет порядка нескольких десятков M E . [20] Наблюдения JWST NIRCam также обнаружили этот объект. Он расположен примерно в 13,5 а.е., и если это планета, то она будет находиться в резонансе среднего движения 1:2:4 с другими протопланетами. [35]

Возможное со-орбитальное тело

В июле 2023 года было объявлено о вероятном обнаружении облака мусора, коорбитального с планетой PDS 70 b. Предполагается, что этот мусор имеет массу в 0,03-2 раза больше массы Луны и может быть свидетельством существования троянской планеты или планеты в процессе формирования. [36] [37]

Галерея

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcde Vallenari, A.; et al. (коллаборация Gaia) (2023). "Gaia Data Release 3. Summary of the content and survey properties". Астрономия и астрофизика . 674 : A1. arXiv : 2208.00211 . Bibcode :2023A&A...674A...1G. doi : 10.1051/0004-6361/202243940 . S2CID  244398875. Запись Gaia DR3 для этого источника на VizieR .
  2. ^ ab Riaud, P.; Mawet, D.; Absil, O.; Boccaletti, A.; Baudoz, P.; Herwats, E.; Surdej, J. (2006). "Коронографическое изображение трех звезд типа T Тельца со слабой линией: свидетельство планетарного образования вокруг PDS 70" (PDF) . Астрономия и астрофизика . 458 (1): 317–325. Bibcode :2006A&A...458..317R. doi : 10.1051/0004-6361:20065232 .
  3. ^ abcdefghi Keppler, M; et al. (2018). "Открытие спутника планетарной массы в зазоре переходного диска вокруг PDS 70". Astronomy & Astrophysics . 617 : A44. arXiv : 1806.11568 . Bibcode :2018A&A...617A..44K. doi :10.1051/0004-6361/201832957. S2CID  49562730.
  4. ^ ab Gregorio-Hetem, J.; Hetem, A. (2002). «Классификация выбранной выборки слабых звезд типа Т Тельца». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 336 (1): 197–206. Bibcode : 2002MNRAS.336..197G. doi : 10.1046/j.1365-8711.2002.05716.x .
  5. ^ abc Hashimoto, J.; et al. (2012). "Поляриметрическое получение изображений крупных полостей в предпереходном протопланетном диске вокруг PDS 70: наблюдения за диском". The Astrophysical Journal . 758 (1): L19. arXiv : 1208.2075 . Bibcode :2012ApJ...758L..19H. doi :10.1088/2041-8205/758/1/L19. S2CID  13691976.
  6. ^ ab Staff (2 июля 2018 г.). «Первое подтвержденное изображение новорожденной планеты, полученное с помощью ESO's VLT - Spectrum показывает облачную атмосферу». EurekAlert! . Получено 2 июля 2018 г. .
  7. ^ abc Müller, A; et al. (2018). "Орбитальная и атмосферная характеристика планеты в зазоре переходного диска PDS 70". Astronomy & Astrophysics . 617 : L2. arXiv : 1806.11567 . Bibcode :2018A&A...617L...2M. doi :10.1051/0004-6361/201833584. S2CID  49561725.
  8. ^ "MAST: Архив Барбары А. Микульски для космических телескопов". Space Telescope Science Institute . Получено 8 декабря 2021 г.
  9. ^ Сартори, Марилия Дж.; Грегорио-Хетем, Джейн; Родригес, Клаудия В.; Хетем, Аннибал; Баталья, Селсо (ноябрь 2009 г.). «Анализ кандидатов Pico dos Dias Herbig Ae / Be». Астрономический журнал . 139 (1): 27–38. дои : 10.1088/0004-6256/139/1/27 .
  10. ^ Gregorio-Hetem, J.; Lepine, JRD; Quast, GR; Torres, CAO; de La Reza, R. (февраль 1992 г.). "Поиск звезд типа T Tauri на основе каталога точечных источников IRAS. I". The Astronomical Journal . 103 (2): 549–563. Bibcode : 1992AJ....103..549G. doi : 10.1086/116082 . Получено 5 декабря 2021 г.
  11. ^ "V1032 Cen". Международный индекс переменных звезд . AAVSO . Получено 4 декабря 2021 г.
  12. ^ Кирага, М. (март 2012 г.). «Фотометрия источников ROSAT с помощью ASAS. I. Периодические переменные звезды, совпадающие с яркими источниками из обзора всего неба ROSAT». Acta Astronomica . 62 (1): 67–95. arXiv : 1204.3825 . Bibcode :2012AcA....62...67K . Получено 4 декабря 2021 г. .
  13. ^ Batalha, CC; Quast, GR; Torres, CAO; Pereira, PCR; Terra, MAO; Jablonski, F.; Schiavon, RP; de la Reza, JR; Sartori, MJ (март 1998 г.). "Фотометрическая изменчивость южных звезд типа T Тельца". Astronomy & Astrophysics Supplement Series . 128 (3): 561–571. Bibcode :1998A&AS..128..561B. doi : 10.1051/aas:1998163 .
  14. ^ Gregorio-Hetem, J.; Lepine, JRD; Quast, GR; Torres, CAO; de La Reza, R. (1992). "Поиск звезд типа T Тельца на основе каталога точечных источников IRAS". The Astronomical Journal . 103 : 549. Bibcode : 1992AJ....103..549G. doi : 10.1086/116082.
  15. ^ "Протопланетный диск гигантского разрыва PDS 70 может указывать на наличие нескольких планет". SciTechDaily . 12 ноября 2012 г. Получено 30 июня 2018 г.
  16. ^ Хашимото, Дж.; и др. (2015). "Структура предпереходных протопланетных дисков. II. Азимутальные асимметрии, различные радиальные распределения крупных и мелких пылевых зерен в PDS 70". The Astrophysical Journal . 799 (1): 43. arXiv : 1411.2587 . Bibcode :2015ApJ...799...43H. doi :10.1088/0004-637X/799/1/43. S2CID  53389813.
  17. ^ «Webb Detects Water Vapor in Rocky Planet-forming Zone» (Уэбб обнаружил водяной пар в зоне формирования каменистых планет). webbtelescope.org . STScI . 24 июля 2023 г. . Получено 24 июля 2023 г. .
  18. ^ Перотти, Г.; Кристианс, В.; Хеннинг, Т.; Табоне, Б.; Уотерс, LBFM; Камп, И.; Олофссон, Г.; Грант, СЛ; Гасман, Д.; Бауман, Дж.; Самланд, М.; Франчески, Р.; ван Дишок, EF; Шварц, К.; Гюдель, М. (24 июля 2023 г.). «Вода в зоне планетообразования земного типа диска PDS 70». Природа . 620 (7974): 516–520. arXiv : 2307.12040 . Бибкод : 2023Natur.620..516P. дои : 10.1038/s41586-023-06317-9. ISSN  0028-0836. PMC 10432267. PMID  37488359 . 
  19. ^ abcd Ван, JJ; и др. (2021), «Ограничение природы протопланет PDS 70 с помощью VLTI/GRAVITY ∗», The Astronomical Journal , 161 (3): 148, arXiv : 2101.04187 , Bibcode : 2021AJ....161..148W, doi : 10.3847/1538-3881/abdb2d , S2CID  231583118
  20. ^ abcd Меса, Д.; Кепплер, М.; и др. (декабрь 2019 г.). "Исследование молодой многопланетной системы PDS70 с помощью VLT/SPHERE". Астрономия и астрофизика . 632 : A25. arXiv : 1910.11169 . Bibcode : 2019A&A...632A..25M. doi : 10.1051/0004-6361/201936764. S2CID  204852148.
  21. ^ abc Wang, Jason J.; Ginzburg, Sivan; et al. (июнь 2020 г.). "Keck/NIRC2 L'-band Imaging of Jovian-mass Accreting Protoplanets around PDS 70". The Astronomical Journal . 159 (6): 263. arXiv : 2004.09597 . Bibcode :2020AJ....159..263W. doi : 10.3847/1538-3881/ab8aef .
  22. ^ Куньо, Г.; Патапис, П.; Столкер, Т.; Кванц, СП; Бёле, А.; Хоймейкерс, HJ; Марло, Ж.-Д.; Мольер, П.; Наседкин Э.; Снеллен, IAG (2021), «Молекулярное картирование системы PDS70», Astronomy & Astrophysicals , 653 : A12, arXiv : 2106.03615 , doi : 10.1051/0004-6361/202140632, S2CID  235358211
  23. ^ ab «Пара молодых планет, растущих непосредственно вокруг молодой звезды». hubblesite.org . NASA. 3 июня 2019 г. . Получено 3 июня 2019 г. .
  24. ^ Клери, Д. (2018). «Впервые астрономы стали свидетелями рождения планеты из газа и пыли». Science . doi :10.1126/science.aau6469. S2CID  134883080.
  25. ^ Christiaens, V.; Cantalloube, F.; Casassus, S.; Price, DJ; Absil, O.; Pinte, C.; Girard, J.; Montesinos, M. (15 мая 2019 г.). «Доказательства существования околопланетного диска вокруг протопланеты PDS 70 b». The Astrophysical Journal . 877 (2): L33. arXiv : 1905.06370 . Bibcode :2019ApJ...877L..33C. doi : 10.3847/2041-8213/ab212b . S2CID  155100321.
  26. ^ аб Столкер, Томас; Марло, Габриэль-Доминик; Куньо, Габриэле; Мольер, Поль; Куанц, Саша П.; Тодоров, Камен О.; Кюн, Йонас (2020), «ЧУДЕСА: Характеристика атмосферы планет и субзвездных спутников, полученных прямым изображением на расстоянии 4–5 мкм», Astronomy & Astrophysicals , 644 : A13, arXiv : 2009.04483 , doi : 10.1051/0004-6361/202038878, S2CID  22 1586208
  27. ^ Хасимото, Джун; Аояма, Юхико; Кониси, Михоко; Уяма, Тайчи; Такасао, Синсуке; Икома, Масахиро; Танигава, Такаюки (2020). «Аккреционные свойства PDS 70b с MUSE». Астрономический журнал . 159 (5): 222. arXiv : 2003.07922 . Бибкод : 2020AJ....159..222H. дои : 10.3847/1538-3881/ab811e . S2CID  212747630.
  28. ^ Чжоу, Ифань; Боулер, Брендан П.; Вагнер, Кевин Р.; Шнайдер, Гленн; Апай, Даниэль; Краус, Адам Л.; Клоуз, Лэрд М.; Херцег, Грегори Дж.; Фанг, Мин (2021), "Измерения избыточного аккреционного излучения молодой гигантской планеты PDS 70 B с помощью космического телескопа Хаббл в ультрафиолетовом и электронном диапазонах", The Astronomical Journal , 161 (5): 244, arXiv : 2104.13934 , Bibcode : 2021AJ....161..244Z, doi : 10.3847/1538-3881/abeb7a , S2CID  233443901
  29. ^ Гебхардт, Крис; Уоррен, Хейген (2021-05-13). «С помощью Хаббла астрономы впервые используют ультрафиолетовый свет для измерения скорости роста все еще формирующейся планеты». NSF (NASASpaceflight) . ...и это ниже, чем предсказывают модели формирования газовых гигантов супер-Юпитера. Чжоу и др. спешат предупредить, что их расчеты являются моментальным снимком во времени. Дополнительные наблюдения, многодесятилетние, многовековые наблюдения покажут, сильно ли колеблются темпы аккреции с течением времени, когда планеты проходят через всплески роста, так сказать, сменяющиеся периодами менее активного формирования, или «производство Hα в аккреционных ударах планет более эффективно, чем предсказывали [предыдущие] модели, или [если] мы недооценили светимость/скорость аккреции», отметили Чжоу и др. в своей статье, опубликованной в выпуске The Astronomical Journal за апрель 2021 года. Команда далее отметила: «Объединив наши наблюдения с моделями планетарной аккреционной ударной волны, которые предсказывают как поток ультрафиолетового излучения, так и поток Hα, мы можем улучшить измерение скорости аккреции и углубить наше понимание механизмов аккреции газовых гигантов».
  30. ^ Изелла, Андреа и др. (11 июля 2019 г.). «Обнаружение континуального субмиллиметрового излучения, связанного с кандидатами в протопланеты». The Astrophysical Journal Letters . 879 (2): L25. arXiv : 1906.06308 . Bibcode : 2019ApJ...879L..25I. doi : 10.3847/2041-8213/ab2a12 . S2CID  189897829.
  31. ^ Blue, Charles E. (11 июля 2019 г.). «В далекой звездной системе обнаружен околопланетный диск, формирующий Луну». Национальная радиоастрономическая обсерватория . Получено 11 июля 2019 г.
  32. ^ Карн, Ник (13 июля 2019 г.). «В далекой звездной системе обнаружен диск, формирующий Луну. Discovery помогает подтвердить теории формирования планет, говорят астрономы». Космос . Архивировано из оригинала 12 июля 2019 г. Получено 12 июля 2019 г.
  33. ^ "Астрономы подтверждают существование двух гигантских новорожденных планет в системе PDS 70". phys.org . Получено 20 мая 2020 г. .
  34. ^ Паркс, Джейк (8 ноября 2021 г.). «Снимок: ALMA обнаруживает диск, формирующий луну, вокруг далекой экзопланеты. Этот звездный снимок служит первым недвусмысленным обнаружением околопланетного диска, способного сформировать собственную луну». Астрономия . Получено 9 ноября 2021 г.
  35. ^ Christiaens, V.; Samland, M.; Henning, Th.; Portilla-Revelo, B.; Perotti, G.; Matthews, E.; Absil, O.; Decin, L.; Kamp, I.; Boccaletti, A.; Tabone, B.; Marleau, G. -D.; van Dishoeck, EF; Güdel, M.; Lagage, P. -O. (2024-05-01). "MINDS: JWST/NIRCam imaging of the protoplanetary disk PDS 70. A spiral accretion stream and a potential third protoplanet". Astronomy and Astrophysics . 685 : L1. arXiv : 2403.04855 . Bibcode :2024A&A...685L...1C. doi : 10.1051/0004-6361/202349089. ISSN  0004-6361.
  36. ^ Balsalobre-Ruza, O.; de Gregorio-Monsalvo, I.; et al. (Июль 2023 г.). "Предполагаемое коорбитальное субмиллиметровое излучение в пределах лагранжевой области L5 протопланеты PDS 70 b". Astronomy & Astrophysics . 675 : A172. arXiv : 2307.12811 . Bibcode :2023A&A...675A.172B. doi :10.1051/0004-6361/202346493. S2CID  259684169.
  37. ^ «Есть ли у этой экзопланеты сестра, разделяющая ту же орбиту?». ESO . 19 июля 2023 г. Получено 19 июля 2023 г.

Внешние ссылки