Kapten b

Kaptein b är en exoplanet [4] ( en varm superjord , även om alternativet Neptunus eller en gasdvärg [5] inte är uteslutet ) nära stjärnan Kaptein , en subdvärg , på avstånd från jorden på ett avstånd av cirka 13 ljusår (3,91 parsecs ) i riktning mot stjärnbilden Painter [6] . Tillsammans med Kapteyn c , en av två möjliga exoplaneter i systemet. Från och med 2014 var den den äldsta bland de potentiellt beboeliga exoplaneterna som upptäcktes vid den tiden [7] . Åldern uppskattas till 11,5 miljarder år, vilket gör exoplaneten bara 2 miljarder år yngre än universum.

Upptäckten av planetsystemet

Moderstjärnan upptäcktes redan på 1800-talet av den holländska astronomen Jacobus Cornelius Kapteyn . Stjärnan har en skenbar magnitud på m V 8.853, vilket gör det möjligt att observera den även med ett amatörteleskop med liten bländare .

Kapteyns stjärna är en uråldrig sdM1-underdvärg med ett mycket lågt överflöd av tunga element. De är cirka 7,8 gånger mindre än på solen . 2003 uppmättes radien för Kapteyns stjärna direkt med en interferometer och uppgick till 0,291 ± 0,025 solradier. Stjärnans massa uppskattas till 0,281 ± 0,014 solmassor, åldern överstiger 8 miljarder år.

Kapteyns stjärna är den närmaste stjärnan till solen i galaxens gloria , nu flyger den av misstag genom den galaktiska skivan , men lämnar den sedan. Den rör sig i förhållande till solen med en mycket hög rumshastighet och når 318 km/s, å ena sidan, rör sig bort från oss med en hastighet av 245,2 ± 0,1 km/s, och å andra sidan, rör sig över linjen av sikte med en hastighet av 202,3 km /Med. Detta leder till en mycket snabb egenrörelse - 8,67 bågsekunder per år. Endast Barnards stjärna rör sig ännu snabbare över himmelssfären [7] .

För att söka efter exoplaneter i denna stjärnas system använde astronomer HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) spektrometer som tillhör European Southern Observatory [7] , samt  HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer) vid Keck Observatory på Hawaii  och  PFS (Planet Finder Spectrograph) på Magellan II -teleskopet i Chile [8] . Totalt gjordes 104 mätningar av stjärnans radiella hastighet. Av dessa 66 på HARPS, 30 på HIRES och 8 på PFS. I grafen till vänster visar de röda cirklarna de radiella hastighetsmätningarna av stjärnan som erhålls med HARPS, de grå romberna visar måtten med HIRES och de blå rutorna med PFS. De ganska höga felen i enstaka mätningar som erhållits med HIRES förklaras av det faktum att på Hawaii, där Keck Observatory och HIRES-spektrografen finns, stiger Kapteyns stjärna aldrig över horisonten över 26°.

Genom att mäta små periodiska förändringar i en stjärnas rörelse och använda dopplermetoden för att dechiffrera data , där ljusspektrumet för en stjärna förändras beroende på dess hastighet, kom astronomerna till slutsatsen att de erhållna uppgifterna visar ett måttligt överskott i variationen av en stjärnas ljusstyrka , indikerar att stjärnsystemet Kaptein har exoplaneter med mycket korta omloppsperioder . Vissa egenskaper hos exoplaneter har också förfinats , såsom massa och excentricitet .

Bildandet av planetsystemet

I ett pressmeddelande publicerat i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society noterar författarna till studien den ovanliga bildningshistorien för Kapteyns stjärnsystem . Den bildades i dvärggalaxen Omega Centauri , som absorberades av vår Vintergatans galax i de tidiga stadierna av dess existens [5] . Som ett resultat kastades Kapteyns stjärna och dess planeter in i en elliptisk bana i den galaktiska halo, regionen som omger Vintergatans skiva. Mest troligt innehåller resterna av en dvärggalax , som nu är 18 300 ljusår bort från oss , hundratusentals VZ-liknande Old Stars Painter . Det faktum att planetsystemet överlevde alla dessa händelser är överraskande. Forskare tror att upptäckten av massiva planeter-super-jordar runt en gloria av stjärnor innehåller viktig information om processerna för planetbildning i det inledande skedet av ursprunget till Vintergatan [9] .

Planetära egenskaper

Exoplanetklass (pClass: karakteriserar beboeliga/potentiellt beboeliga planeter beroende på deras temperaturzon och massa) - varm superjord , dock är det möjligt att planeten är Neptunus eller en gasdvärg (med en liten lutning av banan mot linjen av synen, eftersom den sanna massan av denna planet i detta fall kan vara mycket högre än minimum) i den beboeliga zonen av dess stjärna [5] . Habitatklass (hKlass: karakteriserar beboeliga/potentiellt beboeliga planeter beroende på yttemperatur) — psykroplanet (klass P, kall planet) [10] . Trots att exoplaneten kretsar runt moderstjärnan på ett avstånd av 0,168 AU . e. , som är nästan hälften av Merkurius perihelium , yttemperaturen är lägre än temperaturen på jordens yta . Enligt vissa uppskattningar varierar temperaturen från -50 °C på nattsidan till +10 °C på dagsidan. Detta beror främst på att Kapteyns stjärna är en röd subdvärg . Den avger ljus 250 gånger mindre än vår sol. Men det är möjligt att exoplaneten kan ha en tät atmosfär , där det, på grund av temperaturskillnaden på dag- och nattsidan, kan uppstå starka vindar som blåser från den upplysta sidan och fördelar värme jämnt, som Venus atmosfär [ 5] . En tillräckligt tät atmosfär skulle förhindra att temperaturen i nattatmosfären sjunker under daggpunkten och en minskning av atmosfärstrycket, vilket i sin tur skulle kunna leda till att luftmassorna förflyttas till planetens nattsida, vilket skulle leda till frysning av hela atmosfären på nattsidan. Ett år på Kapteyn b varar 48 jorddagar , det är under denna tid som planeten gör ett fullständigt varv runt sin stjärna. En exoplanet kan befinna sig i ett tidvattengrepp av sin stjärna, i vilket fall den alltid kommer att vändas åt sidan mot den. Hittills är lutningen för rotationsaxeln för Kaptein b föga känd, så det är möjligt att librationer i latitud kan observeras . I det här fallet kommer planeten inte att ha en tydlig terminatorlinje .

Jämförelse av de viktigaste egenskaperna hos Kapteyn b med planeterna i den jordiska gruppen

Möjligheten till liv på planeten

ESI Index (Earth Similarity Index) är 0,67, enligt denna indikator är planeten nära KOI-4005.01 och Kepler-62 f . Många astrobiologer menar att exoplaneten kan vara beboelig, och dess ålder på 11,5 miljarder år bidrar till detta, vilket gör Kapteyn b endast 2 miljarder år yngre än vårt universum , och den äldsta kända potentiellt beboeliga exoplaneten [5] . Det är exoplanetens ålder som avsevärt ökar chansen för dess beboelighet, eftersom uppkomsten av liv är en ganska komplex process, vilket innebär att 11,5 miljarder år har gått sedan planetens bildande, borde vara tillräckligt för att bildas, om inte komplexa livsformer, då åtminstone mikrober . Hittills är äldre exoplaneter också kända för vetenskapen. Till exempel, äldre än Kapteyn b är pulsarplaneten Metusalem i det binära systemet PSR B1620−26. Astronomer uppskattar dess ålder till 12,7 miljarder år, men orbitala egenskaper minimerar möjligheten till ursprung och förmågan att stödja liv på planeten. [elva]

Ytterligare utforskning av planeten

För närvarande är endast ett fåtal egenskaper hos forntida exoplaneter kända för astronomer - massa, omloppsperiod och avstånd till vårt planetsystem. I framtiden planerar forskare att studera sammansättningen av atmosfärerna på planeterna i Kapteyn-stjärnsystemet med hjälp av moderna instrument. Enligt Richard Nelson, en av medlemmarna i forskargruppen, kan det lovande orbitala astronomiska observatoriet PLATO (PLANetary Transits and Oscillations of stars) ge ett stort bidrag till studiet av planeten . Baserat på resultaten av hennes arbete kommer det att utrönas om det finns flytande vatten på ytan av Kapteyn b .

Tvivel om planetens existens

Sedan dess upptäckt har exoplanetens existens ifrågasatts av vissa inom det vetenskapliga samfundet [12] .

Kapten b, som en artefakt av stjärnaktivitet

Våren 2015 drog ett team av forskare under ledning av Paul Robertson från Center for Astrobiology vid University of Pennsylvania slutsatsen att exoplaneten faktiskt inte existerar. När Robertson och hans team analyserade HARPS-data från Kapteyn b kunde de bestämma stjärnans rotationshastighet. Forskarna fann att omloppsperioden för den påstådda planeten misstänkt var en multipel av perioden för stjärnans axiella rotation. Omloppstiden för den föreslagna planeten var 48 dagar, vilket är ungefär en tredjedel av stjärnans rotationsperiod, vilket är 143 dagar. Detta motsvarar ett urval av stjärnfläckar med oregelbundna intervall. Författarna drog slutsatsen att vad man trodde var en exoplanet faktiskt är en artefakt av stjärnaktivitet [13] [14] .

Vederläggande

Den 30 juni 2015 publicerade huvudförfattaren till studien, Guillem Anglada-Escude, en artikel som anger att omanalys av data med hjälp av globala optimeringsmetoder och jämförelse av modeller tydligt visar att påståendena om existensen av en andra superjord i den beboeliga zonen är ogrundad, med tanke på att valet av period en rotation på 143 dagar är omotiverat och förekomsten av linjära korrelationer inte stöds av data. Upptäckaren kom till slutsatsen att förändringen i radiella hastigheter som observeras i Kapteyns stjärna endast kan förklaras av närvaron av två superjordiska planeter. Forskaren förespråkade också användningen av globala optimeringsförfaranden och användningen av objektiva argument, snarare än påståenden som inte har minimalt statistiskt stöd [15] .

Planet Kapteyn b i fiktion, filmer och spel

Novellen " Sad Kapteyn" i science fiction - genren , skriven av den engelskspråkiga science fiction-författaren Alastair Reynolds , är helt tillägnad en exoplanet. Huvudsyftet med arbetet är att stödja och illustrera nyckelelementen i exoplanetupptäcktsrapporten . Berättelsen beskriver ankomsten av en interstellär utforskningsrobot i VZ- systemet. Roboten börjar utforska exoplanet b och upptäcker att den en gång var bebodd av en civilisation som är mycket överlägsen jordens när det gäller utveckling. Städer täcker nästan hela området av exoplaneten, spår av rymdhissar är synliga , som sträckte sig nästan till exomoonens omloppsbana . Roboten märker att exoplaneten är full av nedslagskratrar , storleken på jordens kontinenter . Det finns ingen atmosfär . Förmodligen inträffade en katastrof i planetarisk skala, och invånarna tvingades lämna systemet [16] .

Se även

• Lista över exoplaneter som upptäcktes 2014
• Lista över exoplaneter upptäckta av Doppler
• Viabiliteten av ett röd dvärgsystem
• Planetens livskraft
• Lista över potentiellt beboeliga exoplaneter
• Astrobiologi

Anteckningar

1. ↑ 1 2 Anglada-Escudé G. , Arriagada P., Tuomi M., Zechmeister M., Jenkins J. S., Ofir A., ​​​​Dreizler S., Gerlach E., Marvin C. J., Reiners A. et al. Två planeter runtomkring Kapteyns stjärna : en kall och en tempererad superjord som kretsar kring den närmaste halo röda dvärgen // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters - Oxford University Press , 2014. - V. 443, nr. 1. - S. L89-L93. — ISSN 1745-3925 ; 1745-3933 - doi:10.1093/MNRASL/SLU076 - arXiv:1406.0818
2. ↑ 1 2 Encyclopedia of Extrasolar Planets  (engelska) - 1995.
3. ↑ Tuomi M., Jones H. R. A., Butler R. P., Arriagada P., Vogt S. S., Burt J., Laughlin G., Holden B., Shectman S. A., Crane J. D. et al. Frekvens av planeter som kretsar kring M-dvärgar i Solar-kvarteret - arXiv :1906.04644
4. ↑ Planeten Kapteyns b . Hämtad 7 juni 2014. Arkiverad från originalet 1 december 2017. (obestämd)
5. ↑ 1 2 3 4 5 G. Anglada-Escude et al. Kapteyn b och c: Två exoplaneter hittade som kretsar runt Kapteyns stjärna . sci-news.com . Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society Letters (3 juni 2014). Tillträdesdatum: 13 februari 2015. Arkiverad från originalet 3 augusti 2014. (obestämd)
6. ↑ Planetsystemet Kapteyn är värd för minst 2 planeter. . Öppna Exoplanet Catalog . Datum för åtkomst: 13 februari 2015. Arkiverad från originalet 5 februari 2015. (obestämd)
7. ↑ 1 2 3 Guillem Anglada-Escudé, Pamela Arriagada, Mikko Tuomi, Mathias Zechmeister, James S. Jenkins, Aviv Ofir, Stefan Dreizler, Enrico Gerlach, Chris J. Marvin, Ansgar Reiners, Sandra V. Jeffers, R. Paul Butler, Steven S. Vogt, Pedro J. Amado, Cristina Rodríguez-López, Zaira M. Berdiñas, Julian Morin, Jeff D. Crane, Stephen A. Shectman, Ian B. Thompson, Matías Díaz, Eugenio Rivera, Luis F. Sarmiento, Hugh RA Jones. Två planeter runt Kapteyns stjärna: en kall och en tempererad superjord som kretsar kring närmaste gloria röd-dvärg . Cornell University Library (3 juni 2014). Hämtad 13 februari 2015. Arkiverad från originalet 3 augusti 2020. (obestämd)
8. ↑ Paul Butler, Jeff Crane, Steve Shectman, Ian Thompson. Carnegie Planet Finder Spectrograph (PFS) arbetar hårt med att leta efter extrasolära planeter med det 6,5 meter långa Magellan II-teleskopet vid Las Campanas-observatoriet i Chile. . The Carnegie Institution of Washington (30 augusti 2010). Hämtad 13 februari 2015. Arkiverad från originalet 9 mars 2015. (obestämd)
9. ↑ G. Anglada-Escude et al. Den äldsta kända planeten som kunde hysa liv har upptäckts . Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society Letters (3 juni 2014). Datum för åtkomst: 13 februari 2015. Arkiverad från originalet 5 januari 2015. (obestämd)
10. ↑ U.P.R. Arecibo. The Planetary Habitability Laboratory . (PHL) . http://phl.upr.edu/.+ Hämtad 19 april 2015. Arkiverad från originalet 20 november 2011. (obestämd)
11. ↑ Britt, Robert Roy. Primeval Planet: Oldest Known World Conjures Prospect of Ancient Life (ej tillgänglig länk) . Space.com   (engelska) . Hämtad 6 december 2007. Arkiverad från originalet 20 juli 2003. (obestämd) 
12. ↑ Kapten-b: En planet i en beboelig zon eller en hägring? (inte tillgänglig länk) . SETI & CETI: The Search for Extraterrestrial Civilizations (10 juni 2015). Hämtad 8 juli 2015. Arkiverad från originalet 14 juli 2015. (obestämd) 
13. ↑ Stjärnaktivitet härmar en planet i en beboelig zon runt Kapteyns stjärna . Hämtad 2 december 2019. Arkiverad från originalet 12 juni 2020. (obestämd)
14. ↑ De viktigaste astronomiska upptäckterna i maj 2015 . Hämtad 2 december 2019. Arkiverad från originalet 28 december 2019. (obestämd)
15. ↑ Guillem Anglada-Escudé, Mikko Tuomi, Pamela Arriagada, Mathias Zechmeister, James S. Jenkins, Aviv Ofir, Stefan Dreizler, Enrico Gerlach, Chistopher J. Marvin, Ansgar Reiners, Sandra V. Jeffers, Paul Butler, Steven S. Vogt, Pedro J. Amado, Cristina Rodríguez-López, Zaira M. Berdiñas, Julien Morin, Jeffrey D. Crane, Stephen A. Shectman, Matías Díaz, Luis F. Sarmiento, Hugh R.A. Jones. Inga bevis för aktivitetskorrelationer i de radiella hastigheterna för Kapteyns stjärna . arXiv.org (30 juni 2015). Hämtad 2 december 2019. Arkiverad från originalet 7 juli 2019. (obestämd)
16. ↑ Alastair Reynolds. Sorglig kapten . Laddad Dice på Medium. Hämtad: 4 mars 2021. (obestämd)

Länkar

• Planet Kapteyn b på Extrasolar Planets Encyclopaedia
• Kapteyn b på NASA Exoplanet Archive
• Sad Kapteyns berättelse på engelska