stringtranslate.com

Экзокомета

Экзокометы и различные процессы формирования планет вокруг Беты Живописца , очень молодой звезды главной последовательности спектрального класса А
( НАСА ; концепция художника).

Экзокомета , или внесолнечная комета , является кометой за пределами Солнечной системы , которая включает в себя блуждающие кометы и кометы , которые вращаются вокруг звезд , отличных от Солнца . Первые экзокометы были обнаружены в 1987 году [1] [2] вокруг Беты Живописца , очень молодой звезды главной последовательности А-типа . В настоящее время (по состоянию на февраль 2019 года) в общей сложности 27 звезд , вокруг которых наблюдались или подозревались экзокометы. [3] [4] [5] [6] [7]

Большинство открытых экзокометарных систем ( Beta Pictoris , HR 10 , [8] 51 Ophiuchi , HR 2174, [9] HD 85905, [10] 49 Ceti , 5 Vulpeculae , 2 Andromedae , HD 21620, Rho Virginis , HD 145964, [ 11] [12] HD 172555 , [13] Lambda Geminorum , HD 58647, Phi Geminorum , Delta Corvi , HD 109573 , [14] Phi Leonis , [15] 35 Aquilae , [16] HD 24966, HD 38056, HD 79469 и HD 225200 [3] ) находятся вокруг очень молодых звезд А-типа. . Относительно старая звезда-оболочка Фи Льва демонстрирует признаки экзокомет в спектре [15], а кометоподобная активность была обнаружена вокруг старой звезды типа F2V Эта Ворона . [4] В 2018 году транзитные экзокометы были обнаружены вокруг звезд типа F , с использованием данных космического телескопа Кеплер . [6] Известно, что некоторые поздние звезды B-типа (например, 51 Ophiuchi, HD 58647) являются носителями экзокомет. [14] [9]

Наблюдения за кометами, и особенно экзокометами, улучшают наше понимание формирования планет . Действительно, в стандартной модели формирования планет путем аккреции планеты являются результатом агломерации планетезималей , которые сами образовались в результате слияния пыли из протопланетного диска, окружающего звезду вскоре после ее формирования. Таким образом, кометы являются остатками богатых летучими веществами планетезималей, которые остались в планетной системе, не будучи включенными в планеты. Они считаются ископаемыми телами, которые видели физические и химические условия, преобладавшие во время формирования планет. [ необходима цитата ]

Исследование экзокомет может дать ответы на фундаментальные вопросы о прошлом солнечной системы и развитии поддерживающей жизнь среды. Исследователи могут исследовать транспорт воды , цианидов , сульфидов и пребиотических молекул на экзопланеты массой Земли с помощью экзокомет. [17] [18]

Номенклатура

Научный термин экзокометы — падающее испаряющееся тело (FEB). [6] Сначала был использован термин «испаряющиеся падающие тела» (EIB), [19] но в конечном итоге термин «FEB» был принят из модели «падающих испаряющихся тел» [20] или сценария падающего испаряющегося тела (FEB). [21]

Наблюдение

Экзокометы можно обнаружить с помощью спектроскопии , когда они проходят мимо своих звезд-хозяев. Транзиты экзокомет, как и транзиты экзопланет , вызывают изменения в свете, получаемом от звезды . Изменения наблюдаются в линиях поглощения звездного спектра: затмение звезды газовым облаком, исходящим от экзокометы, создает дополнительные характеристики поглощения, выходящие за рамки тех, которые обычно наблюдаются в этой звезде, например, те, которые наблюдаются в линиях ионизированного кальция . Когда комета подходит достаточно близко к звезде, кометный газ выделяется из испарения летучих льдов и пыли с ним. Линии поглощения звезды, содержащей экзокометы, представляют собой, помимо стабильного компонента, один или несколько переменных компонентов с красным смещением . Переменные компоненты изменяются в краткосрочных масштабах одного часа. Переменный компонент представляет собой экзокометы. Экзокомета падает на звезду, и любая линия поглощения, созданная испарением экзокометы, смещена в красную область по сравнению с линией поглощения звезды. [8]

Наблюдения HR 10 с помощью PIONIER (VLTI) и 32 года наблюдений лучевой скорости показали, что этот кандидат на роль хозяина экзокометы оказался двойной звездой , в которой каждая звезда окружена околозвездной оболочкой. Этот новый результат может объяснить переменные спектральные линии без экзокомет. Исследование указывает на то, что 50% звезд класса A могут быть разрешены в двойные в будущем, и больше систем с переменными спектральными линиями, приписываемыми экзокометам, могут оказаться двойными. [22]

Транзитные экзокометы были впервые обнаружены вокруг KIC 3542116 и, возможно, KIC 11084727 группой гражданских ученых и профессиональных астрономов . Миссия Kepler обнаружила асимметричные провалы вокруг KIC 3542116, звезды типа F2V, которые согласуются с моделями транзитных экзокомет. Провалы были обнаружены одним из авторов, участником Planet Hunters , в визуальном поиске в течение 5 месяцев полного архива кривых блеска Q1-Q17 Kepler, охватывающего 201250 целевых звезд. [6] [23] TESS действительно наблюдал транзиты экзокомет вокруг Beta Pictoris. [24] Форма провала, вызванного транзитной экзокометой, моделируется как очень специфическая «округлая треугольная» форма и может быть отличима от большинства транзитных экзопланет . [25] [26] Транзитная экзокомета вокруг HD 182952 (KIC 8027456) — первая экзокомета, обнаруженная в ходе автоматизированного поиска транзитных экзокомет. [7] Нерегулярные явления затемнения вокруг KIC 8462852 [5] были интерпретированы как экзокометы, но форма провалов отличается от обнаруженных транзитов экзокомет. [24]

Во время формирования Облака Оорта посредством планетарных возмущений, звездных встреч и галактического прилива комета может быть выброшена и покинуть Солнечную систему. [27] Двойные системы являются еще одним возможным источником выброшенных экзокомет. [28] Эти выброшенные экзокометы относятся к межзвездным кометам и могут наблюдаться непосредственно, если они входят в Солнечную систему. [29] [30]

Наблюдения за β Живописца с помощью TESS в 2022 году привели к открытию 30 новых экзокомет. [31]

Косвенные доказательства существования экзокомет

Экзокометы предлагаются как один из источников загрязнения белого карлика . После того, как звезда из главной последовательности становится гигантской звездой, она теряет массу. Планетезимали в аналоге солнечного Облака Оорта могут быть направлены к внутренней звездной системе. Это является следствием потери массы на стадии AGB . [32] Гигантская звезда в конечном итоге станет белым карликом, а экзокомета, которая окажется слишком близко к белому карлику, сублимируется или будет разрушена приливными силами гравитации белого карлика. Это приведет к образованию пылевых обломков вокруг белого карлика, которые можно измерить в инфракрасном диапазоне длин волн. [33] Материал может быть аккрецирован белым карликом и загрязнять атмосферу. Это загрязнение проявляется в спектрах белого карлика в виде линий металлов . [34] В 2017 году исследование пришло к выводу, что спектральные линии в белом карлике WD 1425+540 приписываются аккреции аналога пояса Койпера . Объекты пояса Койпера — это ледяные тела в Солнечной системе, которые иногда становятся кометами. [35] [36] Пылевая материя вокруг белого карлика G 29-38 [37] и WD 1337+705 [38] также приписывается экзокомете.

Угарный газ был обнаружен в дисках обломков вокруг в основном звезд класса А с возрастом от 10 до 50 млн лет, но в некоторых случаях в более старых системах (например, Эта Ворона 1-2 млрд лет) и в более холодных системах (TWA 7). Неясно, является ли этот газ первичным или вторичным, образованным столкновением экзокомет. Существует около 30 таких систем. [39] Угарный газ вокруг 49 Кита был приписан столкновениям комет в этой планетной системе . [40]

Галерея

Смотрите также

На Викискладе есть медиафайлы по теме Экзокометы .

Ссылки

  1. ^ Ферле, Р.; Видал-Маджар, А. и Хоббс, Л. М. (1987). «Окружной звездный диск Беты Живописца. V – Временные вариации линии CA II-K». Астрономия и астрофизика . 185 : 267–270. Bibcode : 1987A&A...185..267F.
  2. ^ Beust, H.; Lagrange-Henri, AM; Vidal-Madjar, A.; Ferlet, R. (1990). "Окружной звездный диск Беты Живописца. X – Численное моделирование падающих испаряющихся тел". Астрономия и астрофизика . 236 : 202–216. Bibcode : 1990A&A...236..202B.
  3. ^ ab Welsh, Barry Y.; Montgomery, Sharon L. (февраль 2018 г.). «Дальнейшие обнаружения экзокометного поглощения газа вокруг звезд типа А южного полушария с известными дисками обломков». MNRAS . 474 (2): 1515–1525. Bibcode :2018MNRAS.474.1515W. doi : 10.1093/mnras/stx2800 . ISSN  0035-8711.
  4. ^ ab Welsh, Barry; Montgomery, Sharon L. (январь 2019 г.). "Кометоподобная активность в околозвездном осколочном диске, окружающем звезду F2V HD 109085 возрастом 1,4 млрд лет". AAS . 233 : 340.06. Bibcode :2019AAS...23334006W.
  5. ^ ab Boyajian, TS ; et al. (апрель 2016 г.). «Охотники за планетами IX. KIC 8462852 – где поток?». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 457 (4): 3988–4004. arXiv : 1509.03622 . Bibcode :2016MNRAS.457.3988B. doi : 10.1093/mnras/stw218 . S2CID  54859232.
  6. ^ abcd Раппапорт, С.; Вандербург, А.; Якобс, Т.; Лакурс, Д.; Дженкинс, Дж.; Краус, А.; Риццуто, А.; Латам, Д.В.; Бирила, А.; Лазаревич, М.; Шмитт, А. (2018-02-21). «Вероятные транзитные экзокометы, обнаруженные Кеплером». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 474 (2): 1453–1468. arXiv : 1708.06069 . Bibcode :2018MNRAS.474.1453R. doi : 10.1093/mnras/stx2735 . ISSN  0035-8711. PMC 5943639 . PMID  29755143. 
  7. ^ ab Кеннеди, Грант М.; Хоуп, Грег; Ходжкин, Саймон Т.; Уайетт, Марк К. (2019-02-01). «Автоматизированный поиск транзитных экзокомет». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 482 (4): 5587–5596. arXiv : 1811.03102 . Bibcode : 2019MNRAS.482.5587K. doi : 10.1093/mnras/sty3049 . ISSN  0035-8711. S2CID  53691133.
  8. ^ ab Лагранж-Анри, AM; Бейст, H.; Ферле, R.; Видал-Маджар, A. и Хоббс, LM (1990). "HR 10 – новая звезда, похожая на Бету Живописца?". Астрономия и астрофизика . 227 : L13–L16. Bibcode : 1990A&A...227L..13L.
  9. ^ аб Лекавелье Де Этангс, А.; и др. (1997). «Наблюдения HST-GHRS околозвездных газовых дисков, подобных β Pictoris». Астрономия и астрофизика . 325 : 228–236. Бибкод : 1997A&A...325..228L.
  10. ^ Welsh, BY; Craig, N.; Crawford, IA; Price, RJ (1998-10-01). "Газ околозвездного диска типа Beta Pic, окружающий HR 10 и HD 85905". Astronomy and Astrophysics . 338 : 674–682. Bibcode : 1998A&A...338..674W. ISSN  0004-6361.
  11. ^ Welsh, BY; Montgomery, S. (2013). «Изменчивость околозвездного газового диска вокруг звезд класса А: обнаружение экзокомет?». Publications of the Astronomical Society of the Pacific . 125 (929): 759–774. Bibcode : 2013PASP..125..759W. doi : 10.1086/671757 .
  12. ^ "Экзокометы распространены по всей галактике Млечный Путь". Space.com . 7 января 2013 г. Архивировано из оригинала 16 сентября 2014 г. Получено 8 января 2013 г.
  13. ^ Кифер, Ф.; Лекавелье Де Этангс, А.; и др. (2014). «Экзокометы в околозвездном газовом диске HD 172555». Астрономия и астрофизика . 561 : L10. arXiv : 1401.1365 . Bibcode : 2014A&A...561L..10K. doi : 10.1051/0004-6361/201323128. S2CID  118533377.
  14. ^ ab Welsh, Barry Y.; Montgomery, Sharon L. (2015). «Появление и исчезновение поглощения газа экзокометами». Advances in Astronomy . 2015 : 980323. Bibcode : 2015AdAst2015E..26W. doi : 10.1155/2015/980323 .
  15. ^ аб Эйроа, К.; Реболлидо, И.; Монтесинос, Б.; Виллавер, Э.; Абсил, О.; Хеннинг, Т.; Байо, А.; Кановас, Х.; Кармона, А.; Чен, Ч; Эртель, С. (01 октября 2016 г.). «Сигнатуры экзокомет вокруг звезды А-оболочки φ Леониса?». Астрономия и астрофизика . 594 : Л1. arXiv : 1609.04263 . Бибкод : 2016A&A...594L...1E. дои : 10.1051/0004-6361/201629514. ISSN  0004-6361. S2CID  41231308.
  16. ^ Монтгомери, Шарон Л.; Уэлш, Барри И. (2017-06-01). "Необычно высокая околозвездная переменность поглощения вокруг звезды дельта Щита/лямбда Волопаса HD 183324". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 468 (1): L55–L58. Bibcode :2017MNRAS.468L..55M. doi : 10.1093/mnrasl/slx016 . ISSN  0035-8711.
  17. ^ Кунц, Манфред; Лойбнеггер, Биргит; Дворак, Рудольф (2018-11-30). «Экзокометы в системе 47 UMa: теоретические моделирования, включая водный транспорт». The Astronomical Journal . 156 (6): 290. arXiv : 1811.09579 . Bibcode : 2018AJ....156..290C. doi : 10.3847/1538-3881/aaeac7 . ISSN  1538-3881. S2CID  118921188.
  18. ^ Матра, Лука; Крал, Квентин; Су, Кейт; Брандекер, Алексис; Дент, Уильям; Гаспар, Андрас; Кеннеди, Грант; Марино, Себастьян; Оберг, Карин; Роберж, Аки; Вильнер, Дэвид (2019-04-04). "Экзокометная наука". Бюллетень Американского астрономического общества . 51 (3): 391. arXiv : 1904.02715 . Bibcode : 2019BAAS...51c.391M.
  19. ^ Лагранж-Анри, AM; Госсет, Э.; Беуст, Х.; Ферлет, Р.; Видал-Маджар, А. (октябрь 1992 г.). «Околозвездный диск бета Pictoris. XIII. Обзор переменных линий CA II». Астрономия и астрофизика . 264 : 637–653. Бибкод : 1992A&A...264..637L. ISSN  0004-6361.
  20. ^ Beust, H. (1994). "β Pictoris: Модель "падающих испаряющихся тел"". CDDP . 10 : 35. Bibcode : 1994cddp.conf...35B.
  21. ^ Видаль-Маджар, А.; Лагранж-Анри, А.-М.; Фельдман, PD; Беуст, Х.; Лиссауэр, Джей Джей; Делей, М.; Ферлет, Р.; Гри, К.; Хоббс, Л.М.; МакГрат, Массачусетс; Макфэйт, Дж. Б. (октябрь 1994 г.). «Наблюдения HST-GHRS за β Pictoris: дополнительные доказательства падения комет». Астрономия и астрофизика . 290 : 245–258. Бибкод : 1994A&A...290..245В. ISSN  0004-6361.
  22. ^ Монтесинос, Б.; Эйроа, К.; Лилло-Бокс, Дж.; Реболлидо, И.; Дюпвик, А.А.; Абсил, О.; Эртель, С.; Мэрион, Л.; Каява, JJE; Редфилд, С.; Исааксон, Х.; Кановас, Х.; Меус, Г.; Мендигутия, И.; Мора, А.; Ривьер-Марихалар, П.; Виллавер, Э.; Мальдонадо, Дж.; Хеннинг, Т. (сентябрь 2019 г.). «HR 10: двойная система главной последовательности с околозвездными оболочками вокруг обоих компонентов. Открытие и анализ». Астрономия и астрофизика . 629 : А19. arXiv : 1907.12441 . Бибкод : 2019A&A...629A..19M. дои : 10.1051/0004-6361/201936180. ISSN  0004-6361. S2CID  198967613.
  23. ↑ EDT, Меган Бартельс 30.10.17 в 14:24 (30.10.2017). «Астрономы впервые обнаружили кометы за пределами нашей солнечной системы». Newsweek . Получено 12.11.2019 .{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  24. ^ ab Zieba, S.; Zwintz, K.; Kenworthy, MA; Kennedy, GM (2019-05-01). "Транзитные экзокометы, обнаруженные в широкополосном свете TESS в системе β Pictoris". Astronomy & Astrophysics . 625 : L13. arXiv : 1903.11071 . Bibcode :2019A&A...625L..13Z. doi :10.1051/0004-6361/201935552. ISSN  0004-6361. S2CID  85529617.
  25. ^ Lecavelier Des Etangs, A.; Vidal-Madjar, A.; Burki, G.; Lamers, HJGLM; Ferlet, R.; Nitschelm, C.; Sevre, F. (декабрь 1997 г.). "Вариации света Beta Pictoris. I. Планетарная гипотеза". Astronomy and Astrophysics . 328 : 311. Bibcode : 1997A&A...328..311L. ISSN  0004-6361.
  26. ^ Lecavelier Des Etangs, A.; Vidal-Madjar, A.; Ferlet, R. (21 декабря 1998 г.). "Фотометрические звездные вариации из-за внесолнечных комет". Astronomy and Astrophysics . 343 : 916. arXiv : astro-ph/9812381 . Bibcode : 1999A&A...343..916L. ISSN  0004-6361.
  27. ^ Дункан, М.; Куинн, Т.; Тремейн, С. (ноябрь 1987 г.). «Формирование и протяженность кометного облака Солнечной системы». The Astronomical Journal . 94 : 1330. Bibcode : 1987AJ.....94.1330D. doi : 10.1086/114571 . ISSN  0004-6256.
  28. ^ Джексон, Алан П.; Тамайо, Дэниел; Хаммонд, Ноа; Али-Диб, Мохамад; Рейн, Ханно (2018-07-21). «Выброс скалистого и ледяного материала из двойных звездных систем: последствия для происхождения и состава 1I/'Oumuamua». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: письма . 478 (1): L49–L53. arXiv : 1712.04435 . Bibcode : 2018MNRAS.478L..49J. doi : 10.1093/mnrasl/sly033 . ISSN  1745-3925. S2CID  102489895.
  29. ^ Халлатт, Тим; Вигерт, Пол (2020). «Динамика межзвездных астероидов и комет в Галактике: оценка локальных потенциальных источников для 1I/'Oumuamua и 2I/Borisov». The Astronomical Journal . 159 (4): 147. arXiv : 1911.02473 . Bibcode : 2020AJ....159..147H. doi : 10.3847/1538-3881/ab7336 . S2CID  207772669.
  30. ^ Болин, Брайс Т.; Лиссе, Кэри М.; Касливал, Манси М.; Куимби, Роберт; Тан, Ханджи; Коппервит, Крис; Линь, Чжун-И; Морбиделли, Алессандро; Бауэр, Джеймс; Бердж, Кевин Б.; Кофлин, Майкл (2020). "Характеристика ядра, морфологии и активности межзвездной кометы 2I/Борисов с помощью оптического и ближнего инфракрасного GROWTH, Apache Point, IRTF, ZTF и наблюдений Кека". The Astronomical Journal . 160 (1): 26. arXiv : 1910.14004 . Bibcode :2020AJ....160...26B. doi : 10.3847/1538-3881/ab9305 . S2CID  204960829.
  31. ^ Маджинио, Франсуа; Лекавелье де Этанг, Ален (28 апреля 2022 г.). «Открытие 30 экзокомет в молодой планетной системе». CNRS . Получено 14 мая 2022 г.
  32. ^ Кайаццо, Илария; Хейл, Джереми С. (2017-08-11). «Загрязнение белых карликов возмущенными экзокометами». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 469 (3): 2750–2759. arXiv : 1702.07682 . Bibcode : 2017MNRAS.469.2750C. doi : 10.1093/mnras/stx1036 . ISSN  0035-8711. S2CID  119482670.
  33. ^ Стоун, Николас; Мецгер, Брайан Д.; Лёб, Абрахам (2015-03-21). «Испарение и аккреция внесолнечных комет после толчков белого карлика». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 448 (1): 188–206. arXiv : 1404.3213 . Bibcode : 2015MNRAS.448..188S. doi : 10.1093/mnras/stu2718 . ISSN  0035-8711. S2CID  118616060.
  34. ^ Цукерман, Б.; Кёстер, Д.; Рид, ИН; Хюнш, М. (2003-09-10). "Линии металлов в белых карликах DA*". The Astrophysical Journal . 596 (1): 477. Bibcode :2003ApJ...596..477Z. doi : 10.1086/377492 . ISSN  0004-637X.
  35. ^ ab "Хаббл обнаружил, что старший брат кометы Галлея был разорван на части белым карликом". www.spacetelescope.org . Получено 27.12.2019 .
  36. ^ Сюй (许偲艺), С.; Цукерман, Б.; Дюфур, П.; Янг, ЭД; Кляйн, Б.; Юра, М. (09.02.2017). «Химический состав внесолнечного объекта пояса Койпера». Астрофизический журнал . 836 (1): Л7. arXiv : 1702.02868 . Бибкод : 2017ApJ...836L...7X. дои : 10.3847/2041-8213/836/1/l7 . ISSN  2041-8213. S2CID  39461293.
  37. ^ "NASA's Spitzer находит возможную кометную пыль вокруг мертвой звезды". NASA/JPL . Получено 27.12.2019 .
  38. ^ Джонсон, Тед М.; Кляйн, Бет Л.; Кестер, Д.; Мелис, Карл; Цукерман, Б.; Джура, М. (2022-12-01). "Необычное изобилие материала планетной системы, загрязняющего белый карлик G238-44". The Astrophysical Journal . 941 (2): 113. arXiv : 2211.02673 . Bibcode : 2022ApJ...941..113J. doi : 10.3847/1538-4357/aca089 . ISSN  0004-637X.
  39. ^ Катальди, Джанни; Айкава, Юрий; Ивасаки, Казунари; Марино, Себастьян; Брандекер, Алексис; Хейлз, Антонио; Хеннинг, Томас; Хигучи, Ая Э.; Хьюз, А. Мередит; Янсон, Маркус; Крал, Квентин; Матра, Лука; Мур, Аттила; Олофссон, Йоран; Редфилд, Сет (2023-07-01). "Первичный или вторичный? Тестирование моделей газового мусора диска с помощью ALMA". The Astrophysical Journal . 951 (2): 111. arXiv : 2305.12093 . Bibcode :2023ApJ...951..111C. doi : 10.3847/1538-4357/acd6f3 . ISSN  0004-637X.
  40. ^ Цукерман, Б.; Сонг, Инсок (2012). «40-миллионный старый газовый околозвездный диск в 49 Кита: массивные кометные облака, богатые CO, у молодых звезд типа A». The Astrophysical Journal . 758 (2): 77. arXiv : 1207.1747 . Bibcode :2012ApJ...758...77Z. doi :10.1088/0004-637X/758/2/77. S2CID  119198485.
  41. ^ "Экзокометы падают на молодую звезду (впечатление художника)". www.spacetelescope.org . Получено 12 января 2017 г.

Внешние ссылки

Найдите информацию об Экзокомете в Викисловаре, бесплатном словаре.