Планета изгоев - Rogue planet

Эта статья о типе астрономического объекта. Для использования в других целях см. Планета изгоев (значения).
Rogue Planet. Впечатления художника А. Стельтера

В этом видео показано впечатление художника о свободно плавающей планете. CFBDSIR J214947.2-040308.9.

А планета-изгой (также называемый межзвездная планета, планета кочевников, свободно плавающая планета, несвязанная планета, планета-сирота, блуждающая планета, беззвездная планета, или же безсолнечная планета) это планетно-массовый объект который не вращается вокруг звезда напрямую. Такие предметы были выброшены из планетная система в котором они образовались или никогда не были гравитационно связаны с какой-либо звездой или коричневый карлик.[1][2][3] В Млечный Путь только может иметь от миллиардов до триллионов планет-изгоев, диапазон, который в ближайшем будущем Римский космический телескоп Нэнси Грейс скорее всего, удастся сузить круг вопросов.[4][5]

Некоторые объекты планетарной массы могли образоваться подобно звездам, и Международный астрономический союз предложил называть такие объекты суб-коричневые карлики.[6] Возможный пример: Ча 110913-773444, который мог быть изгнан и превратился в планету-изгой или образовался сам по себе, чтобы стать коричневым карликом.[7]

Астрономы использовали Космическая обсерватория Гершеля и Очень большой телескоп наблюдать очень молодой свободно плавающий объект планетарной массы, OTS 44, и демонстрируют, что процессы, характеризующие канонический звездообразный режим образования, применимы к изолированным объектам вплоть до нескольких масс Юпитера. Наблюдения Herschel в дальнем инфракрасном диапазоне показали, что OTS 44 окружена диском не менее 10 масс Земли и, таким образом, в конечном итоге может образовать мини-планетную систему.[8] Спектроскопические наблюдения OTS 44 с помощью спектрографа SINFONI на Очень Большом телескопе показали, что диск активно аккрецирует вещество, подобно дискам молодых звезд.[8] В декабре 2013 года кандидат экзолуния было объявлено о планете-изгоях.[9]

В октябре 2020 года OGLE-2016-BLG-1928, Земля-масса планета-изгой, была обнаружена свободно плавающая в Млечный Путь.[10][11][12]

Наблюдение

Художественная концепция Юпитер -размерная изгоя планета.

Астрофизик Такахиро Суми из Университета Осаки в Японии и его коллеги, которые формируют Наблюдения с помощью микролинзирования в астрофизике и Оптическое гравитационное линзирование. коллаборации опубликовали свое исследование микролинзирование в 2011 году. Они наблюдали 50 миллионов звезд в Млечном Пути с помощью 1,8-метрового (5 футов 11 дюймов) телескопа MOA-II в Новой Зеландии. Обсерватория Маунт-Джон и 1,3-метровый (4 фута 3 дюйма) Варшавский университет телескоп в Чили Обсерватория Лас Кампанас. Они обнаружили 474 случая микролинзирования, десять из которых были достаточно короткими, чтобы оказаться планетами размером примерно с Юпитер без ассоциированной звезды в непосредственной близости. На основании своих наблюдений исследователи подсчитали, что на каждую звезду Млечного Пути приходится почти две планеты-изгоя с массой Юпитера.[13][14][15] Одно исследование предполагало гораздо большее количество, до 100000 раз больше планет-изгоев, чем звезд в Млечном Пути, хотя это исследование охватывало гипотетические объекты, намного меньшие, чем Юпитер.[16] Исследование 2017 г., проведенное Пшемеком Мрозом из обсерватории Варшавского университета и его коллегами, со статистикой в ​​шесть раз больше, чем исследование 2011 г., показывает, что верхний предел для свободно плавающих или широкоорбитальных планет с массой Юпитера составляет 0,25 планеты на звезду главной последовательности в Млечном. Путь.[17]

Кандидаты на ближайшие планеты-изгоя WISE 0855−0714 на расстоянии 7.27±0,13 светового года.[18]

В сентябре 2020 года астрономы использовали методы микролинзирования сообщил о обнаружение, впервые масса земли планета-изгой (названа OGLE-2016-BLG-1928 ) не ограничен какой-либо звездой и свободно плавает в Млечный путь.[19][20][21]

Без солнца, но тепло

Межзвездные планеты выделяют мало тепла и не нагреваются звездами.[22] Однако в 1998 г. Дэвид Дж. Стивенсон предположил, что некоторые объекты размером с планету, дрейфующие в межзвездном пространстве, могут поддерживать плотную атмосферу, которая не замерзнет. Он предположил, что эти атмосферы будут сохраняться за счет индуцированного давлениеминфракрасный радиационная непрозрачность толстого водород -содержащая атмосфера.[23]

Во время формирования планетной системы несколько небольших протопланетных тел могут быть выброшены из системы.[24] Выброшенное тело получит меньше звездной энергии. ультрафиолетовый свет, который может убрать более легкие элементы атмосферы. Даже тело размером с Землю будет обладать достаточной силой тяжести, чтобы предотвратить утечку водорода и гелия из атмосферы.[23] В объекте размером с Землю, имеющем килобар атмосферное давление водорода и конвективного газа адиабата[требуется разъяснение ], то геотермальная энергия от остаточного распада радиоизотопа ядра может поддерживать температуру поверхности выше температура плавления воды,[23] позволяя океанам с жидкой водой существовать. Эти планеты, вероятно, будут оставаться геологически активными в течение длительного времени. Если у них есть созданные геодинамо защитные магнитосферы и вулканизм морского дна, гидротермальные источники может дать энергию для жизни.[23] Эти тела будет трудно обнаружить из-за их слабого теплового микроволнового излучения, хотя отраженное солнечное излучение и дальний инфракрасный тепловое излучение может быть обнаружено от объекта размером менее 1000 астрономические единицы с Земли.[25] Около пяти процентов изгнанных планет размером с Землю с Луной естественные спутники сохранят свои спутники после катапультирования. Большой спутник стал бы источником значительных геологических приливное отопление.[26]

Известные или возможные планеты-изгои

В таблице ниже перечислены планеты-изгоя, подтвержденные или подозреваемые, которые были обнаружены. Пока неизвестно, были ли эти планеты выброшены с орбиты звезды или образовались сами по себе как суб-коричневые карлики. В настоящее время неизвестно, могут ли планеты-изгои с исключительно малой массой (такие как OGLE-2012-BLG-1323 и KMT-2019-BLG-2073) образоваться самостоятельно.

ЭкзопланетаМасса (MJ )Возраст (млн лет)Расстояние (ly)Положение делОткрытие
OTS 4411.5~0.5–3554Вероятно маломассивный коричневый карлик[27]1998
С Ори 522–81–51,150Возраст и масса не определены; может быть на переднем плане коричневый карлик2000[28]
Ча 110913-7734445–152~529Кандидат2004[29]
SIMP J013656.5 + 09334711-13200~20-22Кандидат2006[30][31]
УГПС J072227.51−054031.25–4013Масса неопределенная2010
[MPK2010b] 44502–3325Кандидат2010[32]
ЦФБДСИР 2149−04034–7110–130117–143Кандидат2012[33]
MOA-2011-BLG-2624~Может быть красный карлик2013
ПСО J318.5-225.5–821–2780Подтвержденный2013[34]
2MASS J2208 + 292111–1321–27115Кандидат; необходима радиальная скорость2014[35]
WISE J1741-46424–2123–130Кандидат2014[36]
WISE 0855−07143–10>1,0007.1Возраст неизвестен, но старый из-за объекта, расположенного вблизи Солнца;[37] кандидат даже на старость 12 млрд лет (возраст вселенной составляет 13,7 млрд лет)2014[38]
2MASS J12074836–390004311–137–13200Кандидат; расстояние необходимо2014[39]
SIMP J2154–10559–1130–5063Возраст под вопросом[40]2014[41]
SDSS J111010.01 + 011613.110–12110–13063Подтвержденный2015[42]
2MASS J1119–11374–87–13~90Кандидат2016[43]
WISEA 11475–137–13~100Кандидат2016[44]
OGLE-2012-BLG-13230.007245–0.07245Кандидат; расстояние необходимо2017[45][46][47]
OGLE-2017-BLG-05601.9–20Кандидат; расстояние необходимо2017[45][46][47]
КМТ-2019-BLG-20730.19Кандидат; расстояние необходимо2020[48]
OGLE-2016-BLG-19280.001-0.00630,000-180,000Кандидат2020[49]
WISE J0830 + 28374-13>1,00031.3-42.7Возраст неопределенный, но старый из-за высокого скорость (высокий Vtan указывает на старую звездное население ), Кандидат младше 10 лет2020[50]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Шостак, Сет (24 февраля 2005 г.). "Планеты-сироты: тяжелая жизнь". Space.com. Получено 13 ноября 2020.
  2. ^ Ллойд, Робин (18 апреля 2001 г.). «Свободно плавающие планеты - британская команда пересматривает сомнительное заявление». Space.com. Архивировано из оригинал 13 октября 2008 г.
  3. ^ "Открытия" планеты-сирот "оспариваются новой моделью". НАСА Астробиология. 18 апреля 2001 г. Архивировано с оригинал 22 марта 2009 г.
  4. ^ Нил де Грасс Тайсон в Космос: космическая одиссея как указано Национальная география
  5. ^ «Исследовательская группа обнаружила, что миссия предоставит подсчет планет-изгоев, который как минимум в 10 раз точнее, чем текущие оценки, которые колеблются от десятков миллиардов до триллионов в нашей галактике». https://scitechdaily.com/our-solar-system-may-be-unusual-rogue-planets-unveiled-with-nasas-roman-space-telescope/
  6. ^ Рабочая группа по внесолнечным планетам - определение «планета» Заявление о позиции по определению «планеты» (IAU) В архиве 16 сентября 2006 г. Wayback Machine
  7. ^ «Находка планеты-изгоя заставляет астрономов задуматься над теорией»
  8. ^ а б Joergens, V .; Bonnefoy, M .; Liu, Y .; Bayo, A .; Wolf, S .; Chauvin, G .; Рохо, П. (2013). «OTS 44: Диск и аккреция на границе планеты». Астрономия и астрофизика. 558 (7): L7. arXiv:1310.1936. Bibcode:2013A & A ... 558L ... 7J. Дои:10.1051/0004-6361/201322432. S2CID  118456052.
  9. ^ Bennett, D.P .; Батиста, В .; и другие. (13 декабря 2013 г.). «Луна массой ниже Земли, вращающаяся вокруг газового гиганта или планетарной системы с высокой скоростью в галактическом балджу». Астрофизический журнал. 785 (2): 155. arXiv:1312.3951. Bibcode:2014ApJ ... 785..155B. Дои:10.1088 / 0004-637X / 785/2/155. S2CID  118327512.
  10. ^ Гоф, Эван (1 октября 2020 г.). «Обнаружена блуждающая планета масс Земли, свободно плавающая в Млечном Пути без звезды». Вселенная сегодня. Получено 2 октября 2020.
  11. ^ Мроз, Прземек; и другие. (29 сентября 2020 г.). «Кандидат на планету-изгой земной массы обнаружен в результате микролинзирования в кратчайшие сроки» (PDF). arxiv. arXiv:2009.12377v1. Получено 2 октября 2020.
  12. ^ Редд, Нола Тейлор (19 октября 2020 г.). «Скалистая планета изгоев, плывущая по течению в Млечном Пути - крошечный мир и другие подобные ему могут помочь астрономам исследовать тайны образования планет». Scientific American. Получено 19 октября 2020.
  13. ^ Бездомные планеты могут быть обычным явлением в нашей галактике В архиве 8 октября 2012 г. Wayback Machine Джон Картрайт, Science Now, 18 мая 2011 г., по состоянию на 20 мая 2011 г.
  14. ^ Планеты без звезд: обнаружен новый класс планет, Physorg.com, 18 мая 2011 г. По состоянию на май 2011 г.
  15. ^ Суми, Т .; и другие. (2011). «Несвязанное или удаленное массовое население планеты, обнаруженное с помощью гравитационного микролинзирования». Природа. 473 (7347): 349–352. arXiv:1105.3544. Bibcode:2011Натура.473..349S. Дои:10.1038 / природа10092. PMID  21593867. S2CID  4422627.
  16. ^ "Исследователи говорят, что галактика может кишеть планетами-кочевниками.'". Стэндфордский Университет. 23 февраля 2012 г.. Получено 29 февраля 2012.
  17. ^ П. Мроз; и другие. (2017). «Нет большой популяции несвязанных или широкоорбитальных планет с массой Юпитера». Природа. 548 (7666): 183–186. arXiv:1707.07634. Bibcode:2017Натура.548..183M. Дои:10.1038 / природа23276. PMID  28738410. S2CID  4459776.
  18. ^ Luhman, Kevin L .; Эсплин, Таран Л. (сентябрь 2016 г.). "Спектральное распределение энергии самого холодного известного коричневого карлика". Астрономический журнал. 152 (2). 78. arXiv:1605.06655. Bibcode:2016AJ .... 152 ... 78L. Дои:10.3847/0004-6256/152/3/78. S2CID  118577918.
  19. ^ Гоф, Эван (1 октября 2020 г.). «Обнаружена блуждающая планета масс Земли, свободно плавающая в Млечном Пути без звезды». Вселенная сегодня. Получено 2 октября 2020.
  20. ^ Мроз, Прземек; и другие. (29 сентября 2020 г.). «Кандидат на планету-изгой земной массы обнаружен в результате микролинзирования в кратчайшие сроки» (PDF). arxiv. arXiv:2009.12377v1. Получено 2 октября 2020.
  21. ^ Редд, Нола Тейлор (19 октября 2020 г.). «Скалистая планета-бродяга, плывущая по течению в Млечном Пути - крохотный мир и другие ему подобные могут помочь астрономам исследовать тайны образования планет». Scientific American. Получено 19 октября 2020.
  22. ^ Раймонд, Шон (9 апреля 2005 г.). «Жизнь в темноте». Эон. Получено 9 апреля 2016.
  23. ^ а б c d Стивенсон, Дэвид Дж .; Стивенс, К. Ф. (1999). «Поддерживающие жизнь планеты в межзвездном пространстве?». Природа. 400 (6739): 32. Bibcode:1999Натура 400 ... 32С. Дои:10.1038/21811. PMID  10403246. S2CID  4307897.
  24. ^ Лиссауэр, Дж. Дж. (1987). «Временные рамки аккреции планет и структура протопланетного диска». Икар. 69 (2): 249–265. Bibcode:1987Icar ... 69..249л. Дои:10.1016/0019-1035(87)90104-7. HDL:2060/19870013947.
  25. ^ Аббат, Дориан С .; Свитцер, Эрик Р. (2 июня 2011 г.). «Степной волк: план обитаемой планеты в межзвездном пространстве». Астрофизический журнал. 735 (2): L27. arXiv:1102.1108. Bibcode:2011ApJ ... 735L..27A. Дои:10.1088 / 2041-8205 / 735/2 / L27. S2CID  73631942.
  26. ^ Дебес, Джон Х .; Steinn Sigursson (20 октября 2007 г.). «Выживаемость изгнанных планет земного типа с лунами». Письма в астрофизический журнал. 668 (2): L167 – L170. arXiv:0709.0945. Bibcode:2007ApJ ... 668L.167D. Дои:10.1086/523103. S2CID  15782213.
  27. ^ Лухман, Кевин Л. (10 февраля 2005 г.). "Спитцеровская идентификация наименее массивного известного коричневого карлика с околозвездным диском". Письма в астрофизический журнал. 620 (1): L51 – L54. arXiv:астро-ф / 0502100. Bibcode:2005ApJ ... 620L..51L. Дои:10.1086/428613. S2CID  15340083.
  28. ^ Сапатеро Осорио, М. Р. (6 октября 2000 г.). «Открытие молодых изолированных планетных масс в звездном скоплении σ Ориона». Наука. 290 (5489): 103–7. Bibcode:2000Sci ... 290..103Z. Дои:10.1126 / science.290.5489.103. PMID  11021788.
  29. ^ Лухман, Кевин Л. (10 декабря 2005 г.). «Открытие коричневого карлика планетарной массы с околозвездным диском». Письма в астрофизический журнал. 635 (1): L93 – L96. arXiv:astro-ph / 0511807. Bibcode:2005ApJ ... 635L..93L. Дои:10.1086/498868. S2CID  11685964.
  30. ^ Артигау, Этьен; Дойон, Рене; Лафреньер, Давид; Надо, Дэниел; Роберт, Жасмин; Альберт, Лоик (без даты). «Открытие самого яркого Т-карлика в северном полушарии». Письма в астрофизический журнал. 651 (1): L57. arXiv:Astro-ph / 0609419. Bibcode:2006ApJ ... 651L..57A. Дои:10.1086/509146. ISSN  1538-4357. S2CID  118943169.
  31. ^ Ганье, Джонатан; Фаэрти, Жаклин К .; Бургассер, Адам Дж .; Артигау, Этьен; Бушар, Сэнди; Альберт, Лоик; Лафреньер, Давид; Дойон, Рене; Бардалез-Гаглюффи, Даниэлла К. (15 мая 2017 г.). «SIMP J013656.5 + 093347 вероятно является объектом планетарной массы в движущейся группе около Киля». Астрофизический журнал. 841 (1): L1. arXiv:1705.01625. Bibcode:2017ApJ ... 841L ... 1G. Дои:10.3847 / 2041-8213 / aa70e2. ISSN  2041-8213. S2CID  119024210.
  32. ^ Марш, Кеннет А. (1 февраля 2010 г.). "Молодой объект планетарной массы в ядре облака ρ Oph". Письма в астрофизический журнал. 709 (2): L158 – L162. arXiv:0912.3774. Bibcode:2010ApJ ... 709L.158M. Дои:10.1088 / 2041-8205 / 709/2 / L158. S2CID  29098549.
  33. ^ Делорм, Филипп (25 сентября 2012 г.). «CFBDSIR2149-0403: свободно плавающая планета массой 4-7 масс Юпитера в молодой движущейся группе AB Doradus?». Астрономия и астрофизика. 548A: 26. arXiv:1210.0305. Bibcode:2012A & A ... 548A..26D. Дои:10.1051/0004-6361/201219984. S2CID  50935950.
  34. ^ Лю, Майкл К. (10 ноября 2013 г.). "Чрезвычайно красный молодой L-карлик PSO J318.5338-22.8603: свободно плавающий аналог планетарной массы непосредственно отображаемых молодых планет газовых гигантов". Письма в астрофизический журнал. 777 (1): L20. arXiv:1310.0457. Bibcode:2013ApJ ... 777L..20L. Дои:10.1088 / 2041-8205 / 777/2 / L20. S2CID  54007072.
  35. ^ Ганье, Джонатан (10 марта 2014 г.). "БАНЯН. II. Очень маломассивные и субзвездные кандидаты в члены близлежащих молодых кинематических групп с ранее известными признаками молодости". Астрофизический журнал. 783 (2): 121. arXiv:1312.5864. Bibcode:2014ApJ ... 783..121G. Дои:10.1088 / 0004-637X / 783/2/121. S2CID  119251619.
  36. ^ Шнайдер, Адам С. (9 января 2014 г.). «Открытие молодого карлика L WISE J174102.78-464225.5». Астрономический журнал. 147 (2): 34. arXiv:1311.5941. Bibcode:2014AJ .... 147 ... 34S. Дои:10.1088/0004-6256/147/2/34. S2CID  38602758.
  37. ^ Zapatero Osorio, M. R .; Lodieu, N .; Béjar, V.J.S .; Martín, E. L .; Иванов, В. Д .; Bayo, A .; Boffin, H. M. J .; Muzic, K .; Миннити, Д .; Беамин, Дж. К. (1 августа 2016 г.). "Фотометрия в ближнем инфракрасном диапазоне WISE J085510.74-071442.5". Астрономия и астрофизика. 592: A80. Дои:10.1051/0004-6361/201628662. ISSN  0004-6361.
  38. ^ Лухман, Кевин Л. (10 мая 2014 г.). "Открытие коричневого карлика ~ 250 К на расстоянии 2 пк от Солнца". Письма в астрофизический журнал. 786 (2): L18. arXiv:1404.6501. Bibcode:2014ApJ ... 786L..18L. Дои:10.1088 / 2041-8205 / 786/2 / L18. S2CID  119102654.
  39. ^ Ганье, Джонатан (10 апреля 2014 г.). «Самый крутой изолированный коричневый карлик кандидат в члены TWA». Письма в астрофизический журнал. 785 (1): L14. arXiv:1403.3120. Bibcode:2014ApJ ... 785L..14G. Дои:10.1088 / 2041-8205 / 785/1 / L14. S2CID  119269921.
  40. ^ Лю, Майкл К. (9 декабря 2016 г.). "Гавайская программа инфракрасного параллакса. II. Молодые сверххолодные полевые карлики". Астрофизический журнал. 833 (1): 96. arXiv:1612.02426. Bibcode:2016ApJ ... 833 ... 96л. Дои:10.3847/1538-4357/833/1/96. S2CID  119192984.
  41. ^ Ганье, Джонатан (1 сентября 2014 г.). «SIMP J2154-1055: новый низкосортный коричневый карлик L4β, кандидат в члены ассоциации Argus». Письма в астрофизический журнал. 792 (1): L17. arXiv:1407.5344. Bibcode:2014ApJ ... 792L..17G. Дои:10.1088 / 2041-8205 / 792/1 / L17. S2CID  119118880.
  42. ^ Ганье, Джонатан (20 июля 2015 г.). "SDSS J111010.01 + 011613.1: новый планетарный Т-карлик, входящий в движущуюся группу AB Doradus". Письма в астрофизический журнал. 808 (1): L20. arXiv:1506.04195. Bibcode:2015ApJ ... 808L..20G. Дои:10.1088 / 2041-8205 / 808/1 / L20. S2CID  118834638.
  43. ^ Келлог, Кендра (11 апреля 2016 г.). «Ближайший изолированный член ассоциации TW Hydrae - аналог гигантской планеты». Письма в астрофизический журнал. 821 (1): L15. arXiv:1603.08529. Bibcode:2016ApJ ... 821L..15K. Дои:10.3847 / 2041-8205 / 821/1 / L15. S2CID  119289711.
  44. ^ Шнайдер, Адам К. (21 апреля 2016 г.). "WISEA J114724.10-204021.3: Свободно плавающая планетная масса, член ассоциации TW Hya". Письма в астрофизический журнал. 822 (1): L1. arXiv:1603.07985. Bibcode:2016ApJ ... 822L ... 1S. Дои:10.3847 / 2041-8205 / 822/1 / L1. S2CID  30068452.
  45. ^ а б Бекки Феррейра (9 ноября 2018 г.). «Редкое наблюдение двух планет-изгоев, которые не вращаются вокруг звезд». Материнская плата. Получено 10 февраля 2019.
  46. ^ а б Джейк Паркс (16 ноября 2018 г.). «Эти две новые« планеты-изгои »бродят по космосу без звезд». Откройте для себя журнал. Получено 10 февраля 2019.
  47. ^ а б Джейк Паркс (15 ноября 2018 г.). «Обнаружены две планеты, свободно перемещающиеся по Млечному Пути, в одиночестве». Журнал Astronomy. Получено 10 февраля 2019.
  48. ^ Ким, Хён-Ву; Хван, Кю-Ха; Гулд, Эндрю; Да, Дженнифер С .; Рю, Юн-Хён; Олброу, Майкл Д .; Чунг, Сун-Джу; Хан, Чхонхо; Юнг, Юн Кил; Ли, Чунг-Ук; Шин, Ин-Гу; Шварцвальд, Йоси; Занг, Вэйчэн; Ча, Санг-Мок; Ким, Донг-Джин; Ким, Сын-Ли; Ли, Дон Чжу; Ли, Ёнсок; Парк, Пён-Гон; Погге, Ричард У. (14 июля 2020 г.). "KMT-2019-BLG-2073: Четвертый кандидат на свободно плавающую планету с $ theta_ rm E <10 rm mu as $". arXiv:2007.06870 [астрофизиолог EP ].
  49. ^ Кандидат на планету-изгой земной массы обнаружен в результате микролинзирования в кратчайшие сроки, 2020, arXiv:2009.12377
  50. ^ Bardalez Gagliuffi, Daniella C .; Фаэрти, Жаклин К .; Schneider, Adam C .; Мейснер, Аарон; Казелден, Дэн; Колин, Гийом; Гудман, Сэм; Киркпатрик, Дж. Дэви; Кучнер, Марк; Ганье, Джонатан; Логсдон, Сара Э. (1 июня 2020 г.). "WISEA J083011.95 + 283716.0: планетно-массовый объект недостающего звена". Астрофизический журнал. 895: 145. Дои:10.3847 / 1538-4357 / ab8d25.

Библиография

внешняя ссылка