HD 189733 A b

HD 189733 A b — экзопланета, ярко-голубой газовый гигант в созвездии Лисички, по размерам сопоставим с Юпитером, обращается вокруг оранжевого карлика HD 189733 A на расстоянии 63 световых лет от Солнца[3][4]. Планета была открыта на орбите звезды HD 189733 A 5 октября 2005 года, когда астрономы во Франции наблюдали, как планета движется по диску звезды[5]. Имея массу на 13 % выше, чем у Юпитера, HD 189733 b вращается вокруг родительской звезды каждые 2,2 дня с орбитальной скоростью 152,5 км/с, что делает его горячим юпитером с плохими перспективами для внеземной жизни. Будучи ближайшим транзитным горячим юпитером к Земле, HD 189733 b является предметом всестороннего изучения атмосферы. Атмосфера HD 189733b была тщательно изучена с помощью приборов с высоким и низким разрешением, как с Земли, так и из космоса[6]. HD 189733 b была первой экзопланетой, для которой была построена карта температур, возможно, зафиксированная с помощью поляриметрии[7], для определения её общего цвета (ярко-голубой)[7][8].

HD 189733 A b
Экзопланета

HD 189733 A b в представлении художника
Родительская звезда
Звезда HD 189733 A
Созвездие Лисичка
Прямое восхождение (α) 20ч 00м 43.7133с
Склонение (δ) +22° 42′ 39.070″
Видимая звёздная величина (mV) 7,66
Расстояние 62,9 св. года
(19,3 пк)
Спектральный класс K1.5V
Элементы орбиты
Большая полуось (a) 0,03099 ± 0,0006 а. е.
Перицентр (q) 0,03096 а. е.
Апоцентр (Q) 0,03102 а. е.
Эксцентриситет (e) 0,0010 ± 0,0002
Орбитальный период (P) 2,2185733 ± 0,00002 д.
Орбитальная скорость (υ) 152,5 км/с
Наклонение (i) 85,76 ± 0,29°
Аргумент перицентра (ω) 1,6 рад[1]
Время транзита (Tt) 2,453,988.80336 ± 0,00024 JD
Полуамплитуда лучевой(K)
скорости звезды		 205 ± 6 м/с
Физические характеристики
Масса (m) 1,13 ± 0,03 MJ
Минимальная масса (m sin i) 1,138 ± 0,025[2] MJ
Радиус(r) 1,138 ± 0,027 RJ
Альбедо 0,4 ± 0,12[1]
Ускорение св. падения (g) 21,2 м/с²
Температура (T) 1117 ± 42 K
Информация об открытии
Дата открытия 5 октября 2005 года
Первооткрыватель(и) Bouchy et al.
Метод обнаружения Метод Доплера,
транзитный метод
Место открытия Обсерватория Верхнего Прованса
Статус открытия Подтверждено
 Медиафайлы на Викискладе
Информация в Викиданных ?

В июле 2014 года НАСА объявило об обнаружении очень сухой атмосферы на трёх экзопланетах (HD 189733 A b, HD 209458b, WASP-12b), вращающихся вокруг аналогов Солнца[9].

Обнаружение

5 октября 2005 года группа астрономов объявила об открытии транзитной планеты HD 189733 A b[5]. Затем планета была обнаружена с помощью доплеровской спектроскопии. Измерения радиальной скорости в реальном времени обнаружили эффект Росситера — Маклафлина, вызванный прохождением планеты перед её звездой, прежде чем фотометрические измерения подтвердили, что планета проходила по диску звезды[5]. В 2006 году группа, возглавляемая Дрейком Демингом, объявила об обнаружении сильного инфракрасного теплового излучения от транзитной экзопланеты HD 189733 A b путём измерения уменьшения потока излучения (уменьшения общего света) во время её вторичного затмения (когда планета проходит за звездой)[5].

Физические характеристики

HD 189733 A b по массе и размерам немного превосходит Юпитер. При этом экзопланета — одна из самых горячих из известных, так как расстояние от HD 189733 A b до её звезды в 30 раз меньше, чем расстояние от Земли до Солнца. Планета принадлежит к классу так называемых горячих юпитеров — газовых гигантов, расположенных очень близко к центральной звезде системы. Из-за близости к родительской звезде на HD 189733 A b поддерживается температура до 930 °С на светлой стороне, и не опускается ниже 425 °С на тёмной. Период обращения HD 189733 A b вокруг звезды составляет меньше двух с половиной дней. Вероятно, вращение этой планеты синхронизировано с её орбитальным движением — планета всегда повёрнута к звезде одной стороной.

В 2007 году, пользуясь данными телескопа «Хаббл», учёные обнаружили, что у HD 189733 A b есть туманная атмосфера. Когда планета находится между земным наблюдателем и звездой, её атмосфера приобретает красноватый оттенок[10]. Причина этого — в дымке, находящейся в атмосфере. Что именно составляет этот туман — пока точно не известно, но, по предварительным оценкам, это должны быть крошечные пылинки (диаметром менее 1 мкм) — частички железа, силикатов, оксида алюминия.

Глобальная температурная карта HD 189733 A b

В конце 2007 года группа астрономов под руководством Светланы Бердюгиной из Цюрихского технологического университета, используя шведский 60-сантиметровый телескоп KVA, который расположен в Испании, смогла напрямую увидеть поляризованный свет, отражённый от этой планеты, и при помощи дополнительных специальных фильтров изучить его. Изучение характера поляризации показало, что размер атмосферы, которая отражает свет, более чем на 30 % превышает диаметр самой планеты; скорее всего, атмосфера состоит из частиц размером менее 0,5 мкм, например, атомов, молекул, крошечных частичек пыли или, возможно, водяного пара. Максимум поляризации наблюдается, когда звезда освещает ровно половину планеты (раз в двое суток)[11][12].

Для HD 189733 A b впервые в истории исследования экзопланет удалось составить карту температур на поверхности. По инфракрасным наблюдениям космического телескопа «Спитцер» температура атмосферы планеты варьируется от 425 до 930 °C[13]. При этом самое горячее место на поверхности HD 189733 A b находится не в точке, указывающей точно на звезду, а смещено на 30 градусов восточнее. Это смещение говорит о постоянно дующем с запада на восток урагане в атмосфере этой планеты. Он и переносит тепловую энергию. Исследователи оценили его скорость приблизительно в 9600 км/час[14].

Изначально существовала гипотеза, что в атмосфере планеты должно быть много воды, однако цвета планеты обусловлены наличием в её атмосфере частичек силикатов[15], рассеивающих видимый свет в синей части спектра[16]. После некоторых сомнений эти данные подтвердились[16]: при помощи телескопа «Спитцер», который и открыл данную планету, удалось обнаружить пары́ воды в лучах света в тот момент, когда HD 189733 A b проходила перед своей звездой. При этом планета не может считаться обитаемой из-за слишком высокой температуры (в среднем 727 °C). Однако существование воды на HD 189733 A b показывает возможность обнаружения воды и на других планетах, многие из которых могут быть гораздо более благоприятны для жизни. Также с помощью наземных телескопов были найдены следы метана в атмосфере, находящегося в особом «флуоресцентном» состоянии, испускающего электромагнитное излучение в ИК-диапазоне. Это состояние метана говорит о наличии в атмосфере HD 189733 A b какой-то активности, но её природу астрономам ещё предстоит установить[17].

Планетарная система, в которой расположена HD 189733 A b, довольно хорошо изучена земными и орбитальными телескопами, но впервые учёным удалось определить, как выглядит планета в оптическом диапазоне[18]. Осуществить это удалось благодаря измерению альбедо планеты, то есть её отражающей способности в оптическом диапазоне[18]. При прохождении планеты сквозь диск звезды учёные зафиксировали снижение яркости всей системы в той части спектра, который соответствует видимому голубому цвету[18]. При помощи телескопа HARPS удалось определить, что скорость ветра в атмосфере планеты составляет 2 км/с [19].

Видимый цвет

В 2008 году команда астрофизиков обнаружила видимый цвет планеты с помощью поляриметрии, что было первым таким успехом[20]. Этот результат, похоже, был подтверждён и уточнён той же командой в 2011 году[7]. Они обнаружили, что альбедо планеты значительно больше в синем свете, чем в красном, скорее всего, из-за рассеяния Рэлея и молекулярного поглощения в красном[7]. Синий цвет планеты был впоследствии подтверждён в 2013 году[21], что сделало HD 189733 A b первой экзопланетой, чей общий цвет был определён двумя различными методами. Эти измерения в поляризованном свете с тех пор были оспорены двумя отдельными группами, использующими более чувствительные поляриметры[22][23][24], с верхними пределами поляриметрического сигнала, предоставленного в них.

Синий цвет планеты может быть результатом рассеяния Рэлея. В середине января 2008 года спектральные наблюдения во время транзита планеты с использованием этой модели показали, что, если бы существовал молекулярный водород, его атмосферное давление составляло бы 410 ± 30 мбар и равнялось 0,1564 солнечным радиусам. Модель аппроксимации Ми также обнаружила, что в атмосфере планеты имеется возможный конденсат, силикат магния. Температура планеты согласно моделям составляет 1340–1540 К [25]. Эффект Рэлея подтверждается в других моделях[26] и очевидным отсутствием более холодной затенённой стратосферы ниже её внешней атмосферы. В видимом излучении спектра, благодаря их высоким сечениям поглощения, могут быть исследованы атомарный натрий и калий. Например, используя спектрограф UVES высокого разрешения на VLT, натрий был обнаружен в атмосфере, и были исследованы другие физические характеристики атмосферы, такие как температура[6].

Погода и дожди из расплавленного стекла

Погода на HD 189733 A b смертельна. Ветры, состоящие из частиц силиката, дуют со скоростью 8700 км/ч. При наблюдении за этой планетой также обнаружено, что на этой планете идут дожди из расплавленного стекла[27].

Водяной пар, кислород и органические соединения

Наблюдения с использованием космического телескопа Хаббл подтверждают присутствие водяного пара, нейтрального кислорода, а также органического соединения метана[26][28][29]. Позже наблюдения VLT также обнаружили присутствие угарного газа на дневной стороне планеты[30].

Примечания
  1. Энциклопедия внесолнечных планет (англ.) — 1995.
  2. Planet HD 189733 b (англ.). The Extrasolar Planets Encyclopaedia. Дата обращения: 12 июля 2013. Архивировано 16 июля 2013 года.
  3. А.В. Козырева. HD 189733b: горячий юпитер. Астронет (12 мая 2007). Дата обращения: 12 июля 2013.
  4. "Хаббл" сфотографировал ярко-голубую планету в созвездии Лисички. РИА Новости (11 июля 2013). — «Причиной такой окраски газового гиганта HD 189733 A b служат не океаны воды, как на Земле, а частички силикатов в его атмосфере, рассеивающие видимый свет в синей части спектра.». Дата обращения: 12 июля 2013. Архивировано 16 июля 2013 года.
  5. Astronomy & Astrophysics. www.aanda.org. Дата обращения: 18 августа 2019.
  6. Khalafinejad S. et al. Exoplanetary atmospheric sodium revealed by orbital motion. Narrow-band transmission spectroscopy of HD 189733b with UVES (англ.) // Astronomy and Astrophysics. — 2017. — Vol. 598. — P. A131. — ISSN 0004-6361. — doi:10.1051/0004-6361/201629473.
  7. Berdyugina S. V., Berdyugin A. V., Fluri D. M., Piirola V. POLARIZED REFLECTED LIGHT FROM THE EXOPLANET HD189733b: FIRST MULTICOLOR OBSERVATIONS AND CONFIRMATION OF DETECTION (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 2011. — Vol. 728, iss. 1. — P. L6. — ISSN 2041-8205. — doi:10.1088/2041-8205/728/1/L6.
  8. Miriam Kramer 2013-07-11T13:08:57Z Science, Astronomy. Strange Blue World: Alien Planet's True Color Revealed, a First (англ.). Space.com. Дата обращения: 18 августа 2019.
  9. Karen Northon. Hubble Finds Three Surprisingly Dry Exoplanets. NASA (24 июля 2014). Дата обращения: 18 августа 2019.
  10. На экзопланете обнаружены рассветы и закаты (недоступная ссылка). Мембрана (12 декабря 2007). Дата обращения: 12 июля 2013. Архивировано 17 ноября 2015 года.
  11. Polarization technique focuses limelight, 12/26/2007
  12. Астрономы впервые увидели отражённый от экзопланеты свет
  13. Астрономы увидели радугу на "горячем юпитере". Лента.Ру (12 июля 2007). Дата обращения: 12 июля 2013. Архивировано 16 июля 2013 года.
  14. Леонид Попов. Чёрный Сатурн вторит ураганам чужого Юпитера (недоступная ссылка). Мембрана (10 мая 2007). Дата обращения: 12 июля 2013. Архивировано 1 сентября 2012 года.
  15. Телескоп Spitzer шокировал науку атмосферами экзопланет (недоступная ссылка). Мембрана (22 февраля 2007). Дата обращения: 12 июля 2013. Архивировано 18 февраля 2013 года.
  16. Carl J. Grillmair, Adam Burrows, David Charbonneau, Lee Armus, John Stauffer, Victoria Meadows, Jeffrey van Cleve, Kaspar von Braun & Deborah Levine. Strong water absorption in the dayside emission spectrum of the planet HD 189733b (англ.). Nature Publishing Group (13 августа 2008). Дата обращения: 12 июля 2013. Архивировано 16 июля 2013 года.
  17. Астрономы смогли выяснить состав атмосферы экзопланет с Земли. РИА Новости (3 февраля 2010). — «Группа учёных под руководством Марка Суэйна из Астрономического института имени Макса Планка в Германии впервые сумели показать, что изучение атмосферы далеких планет под силу даже небольшим наземным телескопам, а использование самых современных из них может позволить обнаружить планеты, пригодные для жизни, подобной земной.». Дата обращения: 12 июля 2013. Архивировано 16 июля 2013 года.
  18. Голубая планета, где идут дожди из стекла. BBC (12 июля 2013). Дата обращения: 12 июля 2013. Архивировано 16 июля 2013 года.
  19. Учёные нашли экзопланету с самыми сильными ветрами
  20. V. Piirola, D. M. Fluri, A. V. Berdyugin, S. V. Berdyugina. First detection of polarized scattered light from an exoplanetary atmosphere (англ.). — 2007-12-02. — doi:10.1086/527320.
  21. Devin Powell. First distant planet to be seen in colour is blue (англ.) // Nature News. — doi:10.1038/nature.2013.13376.
  22. Sloane J. Wiktorowicz. Non-Detection of Polarized, Scattered Light from the HD 189733b Hot Jupiter (англ.). — 2009-02-03. — doi:10.1088/0004-637X/696/2/1116.
  23. Sloane J. Wiktorowicz, Larissa A. Nofi, Daniel Jontof-Hutter, Pushkar Kopparla, Gregory P. Laughlin. A Ground-based Albedo Upper Limit for HD 189733b from Polarimetry (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 2015-11-01. — Vol. 813. — P. 48. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1088/0004-637X/813/1/48.
  24. Kimberly Bott, Jeremy Bailey, Lucyna Kedziora-Chudczer, Daniel V. Cotton, P. W. Lucas. The polarization of HD 189733 (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. — Oxford University Press, 2016-06-01. — Vol. 459. — P. L109–L113. — ISSN 0035-8711. — doi:10.1093/mnrasl/slw046.
  25. A. Lecavelier Des Etangs, F. Pont, A. Vidal-Madjar, D. Sing. Rayleigh scattering in the transit spectrum of HD 189733b (англ.) // Astronomy and Astrophysics. — EDP Sciences, 2008-04-01. — Vol. 481. — P. L83–L86. — ISSN 0004-6361. — doi:10.1051/0004-6361:200809388.
  26. Jason H. Steffen, Drake Deming, David Charbonneau, Heather Knutson, James Bushong. Transits and secondary eclipses of HD 189733 with Spitzer (англ.). — 2008-07-15. — doi:10.1017/S1743921308026422.
  27. Странности пяти реальных планет, до которых не додумалась и фантастика. РИА Новости (20140130T1130+0400Z). Дата обращения: 18 августа 2019.
  28. Mark R. Swain, Gautam Vasisht, Giovanna Tinetti. The presence of methane in the atmosphere of an extrasolar planet (англ.) // Nature. — 2008-03-01. — Vol. 452. — P. 329—331. — ISSN 0028-0836. — doi:10.1038/nature06823.
  29. Gilda Ballester, Lotfi Ben-Jaffel. Hubble Space Telescope detection of oxygen in the atmosphere of exoplanet HD189733b (англ.). — 2013-03-18. — doi:10.1051/0004-6361/201221014.
  30. E. J. W. de Mooij, S. Albrecht, J. Birkby, I. a. G. Snellen, M. Brogi. Detection of carbon monoxide in the high-resolution day-side spectrum of the exoplanet HD 189733b (англ.) // Astronomy and Astrophysics. — EDP Sciences, 2013-06-01. — Vol. 554. — P. A82. — ISSN 1432-0746 0004-6361, 1432-0746. — doi:10.1051/0004-6361/201321381.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.