stringtranslate.com

Звезда Каптейна

Звезда Каптейна — красный субкарлик класса M1, находящийся на расстоянии около 12,83 световых лет от Земли в южном созвездии Живописца ; это ближайшая к Солнечной системе звезда гало . С видимой величиной около 9 она видна в бинокль или телескоп . [9]

Его диаметр составляет 30% от диаметра Солнца , но его светимость составляет всего 1,2% от светимости Солнца . Возможно, когда-то он был частью шарового скопления Омега Центавра , которое само по себе является вероятным ядром карликовой галактики, поглощенной Млечным Путем в далеком прошлом. Открытие двух планет — Каптейна b и Каптейна c — было объявлено в 2014 году [10] , но имело неоднозначную историю отклонений и подтверждений, пока исследование 2021 года не опровергло обе планеты. «Планеты» на самом деле являются артефактами вращения и активности звезды. [7]

История наблюдений

Якобус Корнелиус Каптейн , голландский астроном, открывший звезду Каптейна.

Впервые внимание к звезде, которая сейчас известна как звезда Каптейна, было привлечено голландским астрономом Якобусом Каптейном в 1898 году. [11] Под названием CPD-44 612 она была включена в Cape photographeric Durchmusterung для равноденствия 1875 года (от −38 до −52) Дэвидом Гиллом и Якобусом Корнелиусом Каптейном в 1897 году. [12] Этот каталог был основан на наблюдениях Гилла из Капской обсерватории в 1885–1889 годах и был создан в сотрудничестве с Каптейном. Просматривая звездные карты и фотографические пластинки, Каптейн заметил, что звезда, ранее каталогизированная в 1873 году Б. А. Гулдом как CZ V 243, [13] по-видимому, отсутствует. Однако Роберт ТА Иннес нашел некаталогизированную звезду примерно в 15 угловых секундах от положения отсутствующей звезды. Стало ясно, что звезда имела очень высокое собственное движение , более 8 угловых секунд в год, и значительно сместилась. Позже CPD-44 612 стали называть звездой Каптейна [14] , хотя не меньшую заслугу следует отдать Роберту Иннесу . [15] На момент своего открытия она имела самое высокое собственное движение среди всех известных звезд, свергнув Грумбридж 1830. В 1916 году было обнаружено, что звезда Барнарда имеет еще большее собственное движение. [14] [16] [17] В 2014 году было объявлено о двух кандидатах на роль суперземельной планеты на орбите вокруг звезды, [10] но позже это было опровергнуто. [7]

Характеристики

Кривая блеска в визуальной полосе для VZ Pictoris, адаптированная из работы Guinan et al. (2016). [2] Красная кривая показывает синусоидальную функцию, которая лучше всего соответствует данным.
Расположение звезды Каптейна в созвездии Живописца

На основании измерений параллакса звезда Каптейна находится на расстоянии 12,83 световых лет (3,93 парсека ) от Земли . [1] Она приблизилась к Солнцу на расстояние 7,0 световых лет (2,1 пк) примерно 10 900 лет назад и с тех пор удаляется. [18] Звезда Каптейна отличается по ряду причин: она имеет высокую лучевую скорость, [14] вращается вокруг Млечного Пути ретроградно , [17] и является ближайшей известной звездой гало к Солнцу. [19] Она является членом движущейся группы звезд, которые имеют общую траекторию в космосе, называемой движущейся группой Каптейна. [20] Судя по содержанию в них элементов , эти звезды когда-то могли быть членами Омеги Центавра , шарового скопления , которое, как полагают, является остатком карликовой галактики , слившейся с Млечным Путем. В ходе этого процесса звезды в группе, включая звезду Каптейна, могли быть уничтожены приливным мусором. [17] [21] [22]

Сравнение с Солнцем, Юпитером и Землей

Звезда Каптейна составляет от одной четверти до одной трети размера и массы Солнца и имеет гораздо более низкую эффективную температуру около 3500 К, с некоторыми разногласиями в точных измерениях между разными наблюдателями. [17] Звездная классификация - sdM1, [3] что указывает на то, что это субкарлик со светимостью ниже, чем у звезды главной последовательности при том же спектральном типе M1. Обилие элементов, отличных от водорода и гелия, то, что астрономы называют металличностью , составляет около 14% от обилия на Солнце. [23] [24] Это переменная звезда типа BY Draconis с идентификатором VZ Pictoris. Это означает, что светимость звезды меняется из-за магнитной активности в хромосфере в сочетании с вращением, перемещающим полученные звездные пятна в линию зрения и из нее по отношению к Земле. [6]

Звезда имеет массу 0,27 M ☉ , радиус 0,29 R ☉ и имеет около 1,2% светимости Солнца. Она имеет температуру поверхности3550  К и имеет возраст около 11 миллиардов лет. [10] Для сравнения, возраст Солнца составляет около 4,6 миллиарда лет [25] , а температура его поверхности составляет 5778 К. [26] Такие звезды, как звезда Каптейна, способны жить до 100–200 миллиардов лет, что в десять-двадцать раз дольше, чем проживет Солнце. [27]

Поиск планет

В 2014 году было объявлено, что звезда Каптейна содержит две планеты, Каптейн b и Каптейн c, на основе наблюдений доплеровской спектроскопии спектрометром HARPS , который размещен в обсерватории Ла Силья Европейской южной обсерватории в Чили, в обсерватории Кека на Гавайях и в обсерватории PFS, также в Чили. [28] Каптейн b был описан как самая старая известная потенциально обитаемая планета , возраст которой оценивается в 11 миллиардов лет, [10] в то время как Каптейн c был описан как находящаяся за пределами обитаемой зоны звезды-хозяина . [29] [30] [10]

Считалось, что Kapteyn b совершает полный оборот вокруг своей родительской звезды примерно каждые 48,62 дня на расстоянии 0,17 а.е. с эксцентриситетом 0,21, что означает, что его орбита является слегка эллиптической. Считалось, что Kapteyn c совершает оборот с периодом 121,5 дня на расстоянии 0,31 а.е. с эксцентриситетом 0,23. Обе планеты считались суперземлями с минимальными массами 4,8 и 7,0 M E соответственно. [10]

Предполагаемые планеты считались близкими к соизмеримости периодов 5:2 , но резонансы не были подтверждены. Динамическая интеграция орбит предположила [10] , что пара планет находится в динамическом состоянии, называемом апсидальным со-вращением, которое обычно подразумевает, что система динамически стабильна в течение длительных временных масштабов. [31] Guinan et al. (2016) предположили, что современная звезда потенциально может поддерживать жизнь на Kapteyn b, но что атмосфера планеты могла быть удалена, когда звезда была молодой (~0,5 млрд лет) и очень активной. [2] Объявление о планетной системе сопровождалось научно-фантастическим рассказом «Грустный Каптейн», написанным писателем Аластером Рейнольдсом . [32]

Однако последующие исследования Робертсона и др. (2015) показали, что орбитальный период Каптейна b составляет целую часть (1/3) их предполагаемого периода вращения звезды, и, таким образом, планетарный сигнал, скорее всего, является артефактом звездной активности. Авторы не исключили существование Каптейна c, призвав к дальнейшему наблюдению. [33] Это опровержение было подвергнуто сомнению группой, опубликовавшей статью об открытии экзопланеты. [34] Гуинан и др. (2016) (а также более ранние авторы) обнаружили более низкое значение для вращения звезды, что подтвердило первоначальное открытие планеты. [2]

В 2021 году новый анализ не обнаружил никаких доказательств существования какой-либо из этих планет и обнаружил, что наблюдаемые сигналы лучевой скорости на самом деле являются артефактами вращения и активности звезды после уточнения периода вращения звезды, при этом период вращения очень похож на период вращения кандидата c. [7] В настоящее время нет никаких доказательств существования планет, вращающихся вокруг звезды Каптейна.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdef Валленари, А.; и др. (коллаборация Gaia) (2023). "Gaia Data Release 3. Краткое изложение содержания и свойств обзора". 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. ^ abcdefg Guinan, Edward F.; Engle, Scott G.; Durbin, Allyn (апрель 2016 г.), «Жизнь с красным карликом: вращение, рентгеновские и ультрафиолетовые свойства популяции гало звезды Каптейна», The Astrophysical Journal , 821 (2): 14, arXiv : 1602.01912 , Bibcode : 2016ApJ...821...81G, doi : 10.3847/0004-637X/821/2/81 , S2CID  119283541, 81.
  3. ^ abc Коэн, К.; и др. (Апрель 2010 г.), «Наблюдения UBV (RI) C JHK близлежащих звезд, выбранных Hipparcos», Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества , 403 (4): 1949–1968, Бибкод : 2010MNRAS.403.1949K, doi : 10.1111/j.1365-2966.2009.16182.x .
  4. ^ Демори, Брис-Оливье; Сегрансан, Дэмиен; Форвей, Тьерри; Кело, Дидье; Бёзи, Жан-Люк; Дельфосс, Ксавье; Ди Фолько, Эммануэль; Кервелла, Пьер; Ле Букен, Жан-Батист; Перье, Кристиан; Бенисти, Мириам; Дювер, Жиль; Хофманн, Карл-Хайнц; Лопес, Бруно; Петров, Ромен (октябрь 2009 г.), «Зависимость массы от радиуса звезд малой и очень малой массы, повторно исследованная с помощью VLTI», Астрономия и астрофизика , 505 (1): 205–215, arXiv : 0906.0602 , Bibcode : 2009A&A... 505..205D, doi : 10.1051/0004-6361/200911976, S2CID  14786643.
  5. ^ ab "V* VZ Pic — Переменная звезда", SIMBAD , Center de Données astronomiques de Strasbourg , заархивировано из оригинала 03 марта 2016 г. , получено 14 октября 2009 г..
  6. ^ ab "VZ Pic", Генеральный каталог переменных звезд , Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга , Москва, Россия , архивировано из оригинала 27.09.2011 , извлечено 14.10.2009 .
  7. ^ abcd Бортл, Анна и др. (2021), «Регрессия гауссовского процесса не выявила никаких доказательств существования планет, вращающихся вокруг звезды Каптейна», The Astronomical Journal , 161 (5): 230, arXiv : 2103.02709 , Bibcode : 2021AJ....161..230B, doi : 10.3847/1538-3881/abec89 , S2CID  232110395.
  8. ^ Houdebine, ER (сентябрь 2010 г.), «Наблюдение и моделирование хромосфер звезд главной последовательности — XIV. Вращение звезд dM1», Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , 407 (3): 1657–1673, Bibcode : 2010MNRAS.407.1657H, doi : 10.1111/j.1365-2966.2010.16827.x .
  9. ↑ Kapteyn b и c: обнаружены две экзопланеты, вращающиеся вокруг звезды Kapteyn, Sci-News, заархивировано из оригинала 3 августа 2014 г. , извлечено 23 июля 2014 г.
  10. ^ abcdefg Anglada-Escudé, Guillem; et al. (2014), «Две планеты вокруг звезды Каптейна: холодная и умеренная суперземля, вращающиеся вокруг ближайшего гало красного карлика», Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters , 443 : L89–L93, arXiv : 1406.0818 , Bibcode : 2014MNRAS.443L..89A, doi : 10.1093/mnrasl/slu076 , S2CID  67807856.
  11. ^ Каптейн, JC (1898), "Stern mit grösster bislang bekannter Eigenbewegung", Astronomische Nachrichten , 145 (9–10): 159–160, Бибкод : 1897AN....145..159K, doi : 10.1002/asna.18981450906 ..
  12. ^ «Словарь номенклатуры небесных объектов», SIMBAD , Centre de Données astronomiques de Strasbourg, 25 сентября 2015 г., заархивировано из оригинала 25 сентября 2015 г.
  13. ^ Resultados del Observatorio Nacional Argentino , vol. 7, 1884, с. 98, Бибкод : 1884RNAO....7...96..
  14. ^ abc Kaler, James B. (2002), «Звезда Каптейна», Сто величайших звезд , Copernicus Books, стр. 108–109..
  15. ↑ Гилл, Д. (1899), «Об открытии определенного собственного движения», Обсерватория : 99–101.
  16. ↑ Барнард, Э. Э. (1916), «Маленькая звезда с большим собственным движением», Astronomical Journal , 29 (695): 181, Bibcode : 1916AJ.....29..181B, doi : 10.1086/104156..
  17. ^ abcd Котонева, Е.; и др. (2005), «Исследование звезды Каптейна», Астрономия и астрофизика , 438 (3): 957–962, Bibcode : 2005A&A...438..957K, doi : 10.1051/0004-6361:20042287 ..
  18. ^ Бейлер-Джонс, CAL (март 2015 г.), «Близкие контакты звездного рода», Astronomy & Astrophysics , 575 : 13, arXiv : 1412.3648 , Bibcode : 2015A&A...575A..35B, doi : 10.1051/0004-6361/201425221, S2CID  59039482, A35.
  19. ^ Вульф, В. М.; Валлерстайн, Г. (2004), «Анализ химического состава звезды Каптейна», Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , 350 (2): 575–579, Bibcode : 2004MNRAS.350..575W, doi : 10.1111/j.1365-2966.2004.07671.x , S2CID  15907478..
  20. ↑ Eggen, OJ (декабрь 1996 г.), «Группа звезд гало Росс 451», Astronomical Journal , 112 : 2661, Bibcode : 1996AJ....112.2661E, doi : 10.1086/118210.
  21. ^ Уайли-де Бур, Элизабет; Фримен, Кен; Уильямс, Мэри (февраль 2010 г.), «Доказательства приливного мусора от ω Cen в группе Каптейна», The Astronomical Journal , 139 (2): 636–645, arXiv : 0910.3735 , Bibcode : 2010AJ....139..636W, doi : 10.1088/0004-6256/139/2/636, S2CID  119217292.
  22. ↑ «Звезда, отстающая от нас, не отсюда», New Scientist , 4 ноября 2009 г., архивировано из оригинала 25 мая 2015 г. , извлечено 2 сентября 2017 г.
  23. ↑ Вульф, Винсент М.; Валлерстайн, Джордж (январь 2005 г.), «Измерения металличности с использованием атомных линий в карликовых звездах M и K», Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , 356 (3): 963–968, arXiv : astro-ph/0410452 , Bibcode : 2005MNRAS.356..963W, doi : 10.1111/j.1365-2966.2004.08515.x , S2CID  15664454.
  24. ^ Содержание определяется путем возведения металличности в степень 10. Согласно Вульфу и Валлерстайну (2005), [M/H] ≈ –0,86 dex. Таким образом:
    10 −0,86 = 0,138
  25. ↑ Кейн, Фрейзер (16 сентября 2008 г.), Сколько лет Солнцу?, Вселенная сегодня , архивировано из оригинала 18 августа 2010 г. , извлечено 19 февраля 2011 г.
  26. ↑ Cain, Fraser (15 сентября 2008 г.), Температура Солнца, Вселенная сегодня, архивировано из оригинала 29 августа 2010 г. , извлечено 19 февраля 2011 г.
  27. ^ Адамс, Фред К.; Лафлин, Грегори; Грейвс, Женевьева Дж. М. (2004), «Красные карлики и конец главной последовательности», Гравитационный коллапс: от массивных звезд к планетам , т. 22, Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica, стр. 46–49, Bibcode : 2004RMxAC..22...46A.
  28. ↑ Уолл, Майк (3 июня 2014 г.), «Найдено! Самая старая известная инопланетная планета, на которой может существовать жизнь», Space.com , получено 10 января 2015 г.
  29. ↑ Дикинсон, Дэвид (4 июня 2014 г.), «Обнаружено: две новые планеты у звезды Каптейна», Universe Today .
  30. ^ Звезда Каптейна на SolStation.com.
  31. ↑ Мищенко, Татьяна А.; Родригес, Адриан (август 2011 г.), «Моделирование вековой эволюции пар мигрирующих планет», Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , 415 (3): 2275–2292, arXiv : 1103.5485 , Bibcode : 2011MNRAS.415.2275M, doi : 10.1111/j.1365-2966.2011.18857.x , S2CID  85449365.
  32. ^ «Sad Kapteyn», научно-фантастический рассказ, выпущенный вместе с анонсом планетной системы , 4 июня 2014 г., заархивировано из оригинала 6 июня 2014 г. , извлечено 04.06.2014 .
  33. ^ Робертсон, Пол; Рой, Арпита; Махадеван, Суврат (июнь 2015 г.), «Звездная активность имитирует обитаемую зону планеты вокруг звезды Каптейна», The Astrophysical Journal Letters , 805 (2): 6, arXiv : 1505.02778 , Bibcode : 2015ApJ...805L..22R, doi : 10.1088/2041-8205/805/2/L22, S2CID  117871083, L22.
  34. ^ Англада-Эскуде, Г.; Туоми, М.; Арриагада, П.; Цехмайстер, М.; Дженкинс, Дж. С.; Офир, А.; Дрейцлер, С.; Э. Герлах; Марвин, CJ (2016), «Нет доказательств корреляции активности лучевых скоростей звезды Каптейна», The Astrophysical Journal , 830 (2): 74, arXiv : 1506.09072 , Bibcode : 2016ApJ...830...74A, doi : 10.3847/0004-637X/830/2/74 , HDL : 2299/17695, ISSN  0004-637X, S2CID  14348277.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки