Gliese 1214 b - Gliese 1214 b

GJ 1214 b
Exoplanet Comparison GJ 1214 b.png
Сравнение размеров GJ 1214 b с земной шар (слева) и Нептун (верно). Фактический цвет GJ 1214 b пока не известен.
Открытие
ОбнаружилДэвид Шарбонно, и другие.[1]
Сайт открытияОбсерватория Фреда Лоуренса Уиппла
Дата открытия16 декабря 2009 г.
Транзит (Проект MEarth )
Орбитальные характеристики
0.0143±0.0019 AU
Эксцентриситет< 0.27
1.58040456±0.00000016[2] d
Наклон88.62+0.36
−0.28
ЗвездаGJ 1214
Физические характеристики
Средний радиус
2.678±0.13 р⊕
Масса6.55±0.98 (HARPS )[1] M⊕
Иметь в виду плотность
1870±400 кг м−3
0.91 грамм
Температура393–555 К (120–282 ° С, 248–539 ​​° F) (равновесие )[1]

Gliese 1214 b[3] (часто сокращается до GJ 1214 b) является экзопланета что вращается вокруг звезды Gliese 1214, и был открыт в декабре 2009 года. Его родительская звезда - 48 световых лет от солнце, в созвездии Змееносец. По состоянию на 2017 год GJ 1214 b является наиболее вероятным кандидатом на звание планета океана.[4][5] По этой причине ученые прозвали планету «водным миром».[6]

Это суперземля, что означает, что он больше, чем земной шар но значительно меньше (по массе и радиусу), чем газовые гиганты из Солнечная система. После COROT-7b, это была вторая известная суперземля[1] и является первой из нового класса планет с небольшим размером и относительно низкой плотностью.[7] GJ 1214 b также важен, потому что его родительская звезда находится относительно близко к солнце и потому что это транзиты (крестится перед) этой родительской звездой, что позволяет изучать атмосферу планеты с помощью спектроскопические методы.[1]

В декабре 2013 года НАСА сообщило, что облака могли быть обнаружены в атмосфера ГЖ 1214 б.[8][9][10][11]

Обнаружение

GJ 1214 b был впервые обнаружен Проект MEarth, который ищет небольшие падения яркости, которые могут произойти, когда вращающаяся планета ненадолго проходит перед своей родительской звездой. В начале 2009 года астрономы, работавшие над проектом, заметили, что звезда GJ 1214, похоже, демонстрирует подобные падения яркости. Затем они более внимательно наблюдали за звездой и подтвердили, что она затемняется примерно на 1,5% каждые 1,58 дня. Затем были проведены последующие измерения лучевой скорости с помощью спектрографа HARPS на ESO 3,6-метровый телескоп на Ла Силья, Чили; эти измерения предоставили независимые доказательства реальности планеты. Затем статья была опубликована в Природа объявление о планете и оценка ее массы, радиуса и параметров орбиты.[1]

Функции

Представление художника о планете с возможными глубокими океанами
Впечатление художника от Gliese 1214 b (передний план), освещенный красным светом своей родительской звезды (центр)'
Недавно открытая суперземля, вращающаяся вокруг ближайшей звезды GJ 1214.
Впечатление от этого художника показывает, как может выглядеть GJ 1214 b при прохождении своей родительской звезды. Это второй суперземля для которого астрономы определили массу и радиус, что дает важные подсказки о его структуре.

Радиус GJ 1214 b можно определить по величине затемнения, наблюдаемого, когда планета пересекает свою родительскую звезду, если смотреть с Земли. О массе планеты можно судить по точным наблюдениям радиальной скорости родительской звезды, измеренной по небольшим сдвигам в спектральных линиях звезд из-за Эффект Допплера.[1] Учитывая массу и радиус планеты, можно вычислить ее плотность. В свою очередь, путем сравнения с теоретическими моделями плотность дает ограниченную, но очень полезную информацию о составе и структуре планеты.[1]


Из-за относительно небольшого размера родительской звезды GJ 1214 b, возможно проводить спектроскопические наблюдения во время планетных транзитов. Сравнивая наблюдаемый спектр до и во время транзита, можно сделать вывод о спектре атмосферы планеты. В декабре 2010 года было опубликовано исследование, показывающее, что спектр практически не имеет характерных черт в диапазоне длин волн 750–1000 нм. Поскольку толстая и безоблачная богатая водородом атмосфера могла бы дать заметные спектральные особенности, такая атмосфера, по-видимому, исключена. Хотя никаких явных признаков водяного пара или каких-либо других молекул не наблюдалось, авторы исследования полагают, что у планеты может быть атмосфера, состоящая в основном из водяного пара. Другая возможность заключается в том, что может быть толстый слой высоких облаков, поглощающих звездный свет.[12] Дальнейшие наблюдения необходимы для определения состава его атмосферы.

Из-за предполагаемого возраста планетной системы и расчетных гидродинамический выход скорострельность 9 × 105 кг с−1, ученые пришли к выводу, что за время жизни планеты произошла значительная потеря атмосферы, и любая нынешняя атмосфера не может быть изначальной.[1] Косвенно потеря первичной атмосферы была подтверждена в 2020 году, поскольку на Gliese 1214 b гелий обнаружен не был.[13]

GJ 1214 b может быть холоднее любого другого известного транзитная планета до открытия Кеплер-16б в 2011 г. Миссия Кеплера. Его равновесная температура считается, что она находится в диапазоне 393–555 К (120–282 ° C; 248–539 ​​° F), в зависимости от того, сколько излучения звезды составляет отраженный в космосе.[1][14]

Домыслы, основанные на планетных моделях

Хотя о GJ 1214 b известно очень мало, были предположения относительно его специфической природы и состава. На основе планетарных моделей[15] Было высказано предположение, что GJ 1214 b имеет относительно толстую газовую оболочку.[7] Можно предлагать структуры, предполагая различные составы, руководствуясь сценариями формирования и эволюции планеты.[7] GJ 1214 b может быть каменистой планетой с выделенный богатая водородом атмосфера, а мини-нептун, или планета океана.[7] Если это водный мир, его можно было бы рассматривать как более крупную и горячую версию Юпитер с Галилейская луна Европа.[7] Хотя ни один ученый не утверждал, что считает GJ 1214 b планетой-океаном, если предположить, что GJ 1214 b является планетой-океаном,[15] то есть предполагается, что внутренняя часть состоит в основном из водного ядра, окруженного более воды, пропорции общей массы, согласующиеся с массой и радиусом, составляют примерно 25% породы и 75% воды, покрытые толстой оболочкой из газов, таких как водород и гелий (около 0,05%).[1][14] Водные планеты могут возникнуть в результате попадания внутрь планетарная миграция и происходят как протопланеты это сформировалось из летучий богатый льдом материал за пределами снежная полоса но никогда не достигала масс, достаточных для аккреции большого количества H / He туманный газ.[7] Из-за различного давление на глубине модели водного мира включают «пар, жидкость, сверхтекучий лед, лед высокого давления и плазменные фазы» воды.[7] Некоторая часть твердофазной воды может быть в виде лед VII.[14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j k Шарбонно, Дэвид; и другие. (2009). «Супер-Земля, проходящая мимо ближайшей маломассивной звезды». Природа. 462 (7275): 891–894. arXiv:0912.3229. Bibcode:2009Натура.462..891C. Дои:10.1038 / природа08679. PMID  20016595.
  2. ^ Кеннет Б. В. Харпсе; и другие. (2012). «Транзитная система GJ1214». Астрономия и астрофизика. 549: A10. arXiv:1207.3064. Bibcode:2013A и A ... 549A..10H. Дои:10.1051/0004-6361/201219996.
  3. ^ Рейн, Ханно; и другие. "Открытый каталог экзопланет - Gliese 1214 b". Открыть каталог Exoplanet. Получено 2 января 2014.
  4. ^ Дэвид Шарбонно; Закори К. Берта; Джонатан Ирвин; Кристофер Дж. Берк; и другие. (2009). «Супер-Земля, проходящая мимо ближайшей маломассивной звезды». Природа. 462 (17 декабря 2009 г.): 891–894. arXiv:0912.3229. Bibcode:2009Натура.462..891C. Дои:10.1038 / природа08679. PMID  20016595.
  5. ^ Кучнер, Сигер; Hier-Majumder, M .; Милитцер, К. А. (2007). «Соотношение масса – радиус твердых экзопланет». Астрофизический журнал. 669 (2): 1279–1297. arXiv:0707.2895. Bibcode:2007ApJ ... 669.1279S. Дои:10.1086/521346.
  6. ^ «10 реальных планет, которые необычнее научной фантастики». Получено 2015-06-13.
  7. ^ а б c d е ж грамм Rogers, L.A .; Сигер, С. (2010). «Три возможных источника газового слоя на GJ 1214b». Астрофизический журнал (Абстрактные). 716 (2): 1208–1216. arXiv:0912.3243. Bibcode:2010ApJ ... 716.1208R. Дои:10.1088 / 0004-637X / 716/2/1208.
  8. ^ Harrington, J.D .; Уивер, Донна; Вильярд, Рэй (31 декабря 2013 г.). "Выпуск 13-383 - Хаббл НАСА видит облачные супермиры, и есть шанс на появление новых облаков". НАСА. Получено 1 января, 2014.
  9. ^ Моисей, Джулианна (1 января 2014 г.). «Внесолнечные планеты: облачно, возможны пыльные шары». Природа. 505 (7481): 31–32. Bibcode:2014Натура.505 ... 31м. Дои:10.1038 / 505031a. PMID  24380949.
  10. ^ Кнутсон, Хизер; и другие. (1 января 2014 г.). «Безликий спектр пропускания для экзопланеты с массой Нептуна GJ 436b». Природа. 505 (7481): 66–68. arXiv:1401.3350. Bibcode:2014Натура.505 ... 66K. Дои:10.1038 / природа12887. PMID  24380953.
  11. ^ Крейдберг, Лаура; и другие. (1 января 2014 г.). «Облака в атмосфере экзопланеты суперземли GJ 1214b». Природа. 505 (7481): 69–72. arXiv:1401.0022. Bibcode:2014Натура.505 ... 69K. Дои:10.1038 / природа12888. PMID  24380954.
  12. ^ Бин, Джейкоб Л .; Кемптон, Элиза Миллер-Риччи; Гомейер, Дерек (2010). «Наземный спектр передачи экзопланеты суперземли GJ 1214b». Природа. 468 (7324): 669–672. arXiv:1012.0331. Bibcode:2010Натура.468..669Б. Дои:10.1038 / природа09596. PMID  21124452.
  13. ^ Необнаружение гелия в верхних атмосферах трех экзопланет под Нептуном, 2020, arXiv:2007.12968
  14. ^ а б c Дэвид А. Агилар (16 декабря 2009 г.). «Астрономы находят Суперземлю с помощью любительских готовых технологий». Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики. Получено 16 декабря, 2009.
  15. ^ а б Сигер, S .; Kuchner, M .; Hier-Majumder, C.A .; Милитцер, Б. (2007). «Соотношение масса – радиус твердых экзопланет». Астрофизический журнал. 669 (2): 1279–1297. arXiv:0707.2895. Bibcode:2007ApJ ... 669.1279S. Дои:10.1086/521346.

внешняя ссылка

СМИ, связанные с GJ 1214 b в Wikimedia Commons

Координаты: Карта неба 17час 15м 18.94s, +4° 57′ 49.7″