GJ 504 b
GJ 504 b — экзопланета (газовый гигант) или коричневый карлик[3] в созвездии Девы на расстоянии 57 световых лет от Земли. Обращается вокруг звезды 59 Девы (GJ 504)[6], являющейся аналогом Солнца. Объект открыт в 2011 году методом прямого наблюдения на «Субару» — 8,2-метровом телескопе, принадлежащем Национальной астрономической обсерватории Японии и расположенном на Мауна-Кеа, Гавайи (открытие опубликовано в 2013 году). Если GJ 504 b является планетой, это (по состоянию на 2016 год) самая холодная и одна из наименьших экзопланет, открытых методом прямого наблюдения[5][7].
| GJ 504 b | |
|---|---|
| Экзопланета | |
 GJ 504 и GJ 504 b. Совмещение снимков, сделанных телескопом «Субару» в двух областях ближнего инфракрасного диапазона. Оранжевым обозначено излучение с длиной волны около 1,6 мкм, а синим — около 1,2 мкм (снимки сделаны в мае 2011 и апреле 2012 соответственно) | |
| Родительская звезда | |
| Звезда | 59 Девы |
| Созвездие | Дева |
| Прямое восхождение (α) | 13ч 16м 47,0с |
| Склонение (δ) | +09° 25′ 27″ |
| Видимая звёздная величина (mV) | 5,191 ± 0,005[1] |
| Расстояние |
57,27 ± 0,26 св. года (17,56 ± 0,08[2] пк) |
| Спектральный класс | G0V[2] |
| Масса (m) |
1,22 ± 0,08[2], 1,16 ± 0,05[1] M☉ |
| Радиус (r) | 1,36 ± 0,04[1] R☉ |
| Температура (T) | 6205 ± 20[3] K |
| Возраст |
0,160+0,35 −0,06[2], 4,5+2,0 −1,5[1], или 2,5+1,0 −0,7[3] млрд. лет |
| Наблюдаемое расположение относительно звезды Эпоха 2012 Apr 12 |
|
| Угловое расстояние (ρ) | 2487 ± 8 тысячных секунды |
| Позиционный угол (θ) | 326,54 ± 0,18° |
| Расстояние в проекции(d) на картинную плоскость |
43,5 а. е. |
| Элементы орбиты | |
| Эпоха орбиты | 2012 Apr 12 |
| Позиционный угол (φ) | 326,54 ± 0,18° |
| Большая полуось (a) | 6 507 507 375 450 м[4] |
| Физические характеристики | |
| Масса (m) |
4,0+4,5 −1,0[2] или 20-30[5] MJ |
| Радиус(r) | 0,96±0,07[5] RJ |
| Ускорение св. падения (g) |
50-200[2], < 60[5] g |
| Температура (T) | 544±10[5] K |
| Информация об открытии | |
| Дата открытия | 2013 |
| Первооткрыватель(и) | Масаюки Куцухара и др. |
| Метод обнаружения | Прямое наблюдение |
| Место открытия |
 «Субару», Мауна-Кеа, Гавайи, США |
| Статус открытия | Опубликовано |
| Другие обозначения | |
| 59 Девы b | |
 Информация в Викиданных ? | |
История открытия
Объект был открыт в ходе выполнения программы «Стратегические исследования экзопланет и дисков с помощью „Субару“» (SEEDS). Это программа съёмки нескольких сотен близких звёзд с целью поиска экзопланет, протопланетных дисков или остаточных дисков, которая началась в 2009 году и продолжалась около 5 лет. При наблюдениях использовалась адаптивная оптика, значительно повышающая разрешение.
Открытие было сделано группой астрономов во главе с Масаюки Куцухарой из Токийского университета по снимкам, полученным 26 марта 2011 года. Чтобы убедиться в гравитационной связанности объекта со звездой 59 Девы, первооткрыватели наблюдали их ещё более года (до мая 2012). Параметры движения объекта подтвердили его обращение вокруг этой звезды[2].
В феврале 2013 года исследователи подали статью об открытии в журнал The Astrophysical Journal, и в сентябре 2013 она была опубликована[2].
Образование
Расстояние GJ 504 b от материнской звезды в проекции на небесную сферу — 43,5 астрономических единиц[2], что примерно в 8 раз больше, чем от Солнца до Юпитера (реальное же расстояние в пространстве может быть ещё больше). Такую отдалённость газового гиганта от материнской звезды трудно объяснить с помощью существующих моделей формирования планет, что отметили уже первооткрыватели[2][8].
Согласно наиболее признанной[8] модели формирования газовых планет — модели аккреции ядра (англ. core accretion model) — сначала из планетезималей формируется каменистое ядро планеты. Когда оно достигает примерно 10 масс Земли, начинается быстрая аккреция на него газа из протопланетного диска. Эта модель хорошо объясняет появление планет на расстояниях не более 30 астрономических единиц от звезды[2][8]. Другая модель формирования планет — модель гравитационной нестабильности (англ. gravitational instability model) — допускает появление массивных планет и на больших расстояниях, но остаётся неясным, как GJ 504 b избежала предсказываемых теорией приближения к звезде или выбрасывания из системы[2].
Возраст материнской звезды первооткрыватели планеты оценили (по скорости вращения и хромосферной активности) в 160+350
−60 млн лет; предполагается, что возраст GJ 504 b примерно такой же. Если последняя является планетой, это (на момент её открытия) старейшая из экзопланет, которые удалось заснять[2]. В 2015 году была опубликована ещё большая оценка возраста звезды — 4,5+2,0
−1,5 млрд лет[1], а в 2017 — 2,5+1,0
−0,7 млрд лет[3].
Физические характеристики
Массу GJ 504 b первооткрыватели оценили в 4,0+4,5
−1,0 массы Юпитера (в таком случае это одна из самых маломассивных заснятых экзопланет)[2][7]. Однако оценка массы зависит от принятого значения возраста; упомянутое значение из работы 2015 года приводит к массе 20-30 масс Юпитера, и в таком случае объект является уже не планетой, а коричневым карликом[1][5][3]. Радиус объекта, по данным работы 2016 года, составляет 0,96±0,07 радиуса Юпитера[5].
Из-за удалённости от материнской звезды объект почти не получает тепла, но благодаря оставшейся со времён его образования энергии имеет немалую эффективную температуру: 544±10 К (271±10 °C)[5]. При подобной температуре не способны выжить никакие земные организмы, в том числе термофилы. Однако это меньше, чем у всех ранее заснятых планет-гигантов[2]. Если GJ 504 b является планетой, это первая заснятая экзопланета спектрального класса T (заснятые ранее относятся к классу L)[5]. Болометрическая светимость объекта — 7×10−7 солнечной (log(Lbol/L☉) = −6,13±0,03)[5].
В ближней инфракрасной области спектра объекта доля коротковолнового излучения выше, чем у заснятых ранее экзопланет (излучение более «синее», показатель цвета J−H = −0,23). Это может быть следствием меньшей облачности в атмосфере[2], хотя некоторые признаки облачности всё же наблюдаются[5]. Известно, что атмосфера газовых гигантов и коричневых карликов действительно очищается от облаков при их остывании до примерно 1200 K[5] (что соответствует переходу от класса L к классу T)[9].
С остыванием подобных объектов и исчезновением у них облаков в их спектре появляются сильные полосы поглощения метана[9]. С целью их обнаружить группа астрономов провела новые наблюдения GJ 504 b в инфракрасных лучах и повторно проанализировала старые данные. Был измерен блеск объекта в инфракрасных фотометрических полосах J, H, Ks, CH4S и CH4L. Полоса CH4L, охватывая длины волн 1,643—1,788 мкм, лежит в области поглощения излучения метаном, тогда как близлежащая CH4S (1,486—1,628 мкм) — вне её. Оказалось, что в полосе CH4L объект вообще не виден (блеск >20,62m), тогда как в остальных полосах блеск составляет 19,4—20,0m. Таким образом, в спектре GJ 504 b действительно есть сильное поглощение метана[9][10]. Это было подтверждено последующими наблюдениями[5].
См. также
Примечания
- Fuhrmann, K.; Chini, R. On the age of Gliese 504 (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 2015. — Vol. 806, no. 2. — doi:10.1088/0004-637X/806/2/163. — .
- Kuzuhara, M.; Tamura, M.; Kudo, T. et el. Direct Imaging of a Cold Jovian Exoplanet in Orbit around the Sun-like Star GJ 504 (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2013. — Vol. 774, no. 1. — doi:10.1088/0004-637X/774/1/11. — . — arXiv:1307.2886.
- D'Orazi, V.; Desidera, S.; Gratton, R. G. et al. A critical reassessment of the fundamental properties of GJ 504: chemical composition and age (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — EDP Sciences, 2017. — Vol. 598. — doi:10.1051/0004-6361/201629283. — . — arXiv:1609.02530.
- Энциклопедия внесолнечных планет (англ.) — 1995.
- Skemer, A. J.; Morley, C. V.; Zimmerman, N. T. et al. The LEECH Exoplanet Imaging Survey: Characterization of the Coldest Directly Imaged Exoplanet, GJ 504 b, and Evidence for Superstellar Metallicity (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2016. — Vol. 817, no. 2. — doi:10.3847/0004-637X/817/2/166. — . — arXiv:1511.09183.
- Хотя названия экзопланет часто производят от флемстидовских обозначений их родительских звёзд (например, 51 Пегаса b, 61 Девы b, 70 Девы b и др.), первооткрыватели этого объекта не стали использовать аналогичное название 59 Девы b. Вместо этого они использовали обозначение GJ 504 b — производное от обозначения родительской звезды в каталоге Глизе (GJ 504).
- Exoplanets Catalog. The Extrasolar Planets Encyclopaedia. Дата обращения: 14 октября 2017. Архивировано 14 октября 2017 года.
- Astronomers Image Lowest-mass Exoplanet Around a Sun-like Star (англ.). NASA (5 августа 2013). Архивировано 29 июня 2017 года.
- Janson, M.; Brandt, T. D.; Kuzuhara, M. et al. Direct Imaging Detection of Methane in the Atmosphere of GJ 504 b (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2013. — Vol. 778, no. 1. — doi:10.1088/2041-8205/778/1/L4. — . — arXiv:1310.4183.
- Анатолий Максимеленко. В атмосфере планеты GJ 504 b обнаружен метан. ОблЦИТ (30 октября 2013). Архивировано 5 января 2015 года.
Ссылки
- GJ 504 b — Extra-solar Confirmed Planet // SIMBAD (англ.)
- Planet GJ 504 b // The Extrasolar Planets Encyclopaedia (англ.)