Căpitanul b

Kaptein b este o exoplaneta [4] ( un super-Pământ cald , deși opțiunea lui Neptun sau a unui pitic gazos [5] nu este exclusă ) în apropierea stelei Kaptein , un subpitic , aflat la distanță de Pământ la o distanță de aproximativ 13. ani-lumină (3,91 parsecs ) în direcția constelației Painter [6 ] . Împreună cu Kapteyn c , una dintre cele două exoplanete posibile din sistem. Din 2014, a fost cea mai veche dintre exoplanetele potențial locuibile descoperite la acea vreme [7] . Vârsta este estimată la 11,5 miliarde de ani, ceea ce face ca exoplaneta să fie cu doar 2 miliarde de ani mai tânără decât Universul.

Descoperirea sistemului planetar

Steaua mamă a fost descoperită în secolul al XIX-lea de astronomul olandez Jacobus Cornelius Kapteyn . Steaua are o magnitudine aparentă de m V 8,853, ceea ce face posibilă observarea acesteia chiar și cu un telescop de amator cu o deschidere mică .

Steaua lui Kapteyn este un vechi subpitic sdM1 cu o abundență foarte scăzută de elemente grele. Sunt de aproximativ 7,8 ori mai puține decât la Soare . În 2003, raza stelei lui Kapteyn a fost măsurată direct de un interferometru și se ridica la 0,291 ± 0,025 raze solare. Masa stelei este estimată la 0,281 ± 0,014 mase solare, vârsta depășește 8 miliarde de ani.

Steaua lui Kapteyn este cea mai apropiată stea de Soare din haloul galaxiei , acum zboară accidental prin discul galactic , dar apoi îl părăsește. Se deplasează în raport cu Soarele cu o viteză spațială foarte mare, atingând 318 km/s, pe de o parte, îndepărtându-se de noi cu o viteză de 245,2 ± 0,1 km/s, iar pe de altă parte, deplasându-se peste linia de vedere la viteza de 202,3 km /Cu. Acest lucru duce la o mișcare corectă foarte rapidă - 8,67 secunde de arc pe an. Doar steaua lui Barnard se mișcă și mai repede peste sfera cerească [7] .

Pentru a căuta exoplanete în sistemul acestei stele , astronomii au folosit spectrometrul HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) aparținând Observatorului European de Sud [7] , precum și  HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer) de la Observatorul Keck din Hawaii .  și  PFS (Planet Finder Spectrograph) pe telescopul Magellan II din Chile [8] . Au fost efectuate un total de 104 măsurători ale vitezei radiale a stelei. Dintre aceștia, 66 pe HARPS, 30 pe ANGAJARE și 8 pe PFS. În graficul din stânga, cercurile roșii arată măsurătorile de viteză radială ale stelei obținute cu HARPS, romburile gri arată măsurătorile cu HIRES, iar pătratele albastre cu PFS. Erorile destul de mari ale măsurătorilor unice obținute cu HIRES se explică prin faptul că în Hawaii, unde se află Observatorul Keck și spectrograful HIRES, steaua lui Kapteyn nu se ridică niciodată deasupra orizontului peste 26°.

Măsurând modificări periodice ușoare ale mișcării unei stele și aplicând metoda Doppler pentru descifrarea datelor , în care spectrul luminos al unei stele se modifică în funcție de viteza acesteia, astronomii au ajuns la concluzia că datele obținute, demonstrând un exces moderat de variabilitatea luminozității unei stele indică faptul că sistemul stelar Kaptein are exoplanete cu perioade orbitale foarte scurte . Unele caracteristici ale exoplanetelor au fost, de asemenea, rafinate , cum ar fi masa și excentricitatea .

Formarea sistemului planetar

Într-un comunicat de presă publicat în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , autorii studiului notează istoria neobișnuită a formării sistemului stelar Kapteyn . S-a format în galaxia pitică Omega Centauri , care a fost absorbită de galaxia noastră Calea Lactee în primele etape ale existenței sale [5] . Drept urmare, steaua lui Kapteyn și planetele sale au fost aruncate pe o orbită eliptică în haloul galactic, regiunea care înconjoară discul Căii Lactee. Cel mai probabil, rămășițele unei galaxii pitice , care se află acum la 18.300 de ani lumină distanță de noi, conțin sute de mii de Old Stars Painter asemănătoare VZ . Faptul că sistemul planetar a supraviețuit tuturor acestor evenimente este surprinzător. Oamenii de știință cred că descoperirea unor planete-super-Pământ masive în jurul unui halou de stele conține informații importante despre procesele de formare a planetelor în stadiul inițial al originii Căii Lactee [9] .

Caracteristici planetare

Clasa exoplanetă (pClass: caracterizează planetele locuibile / potențial locuibile în funcție de zona lor de temperatură și masa) - super-Pământ cald , cu toate acestea, este posibil ca planeta să fie Neptun sau o pitică gazoasă (cu o mică înclinare a orbitei față de linie ) de vedere, deoarece în acest caz adevărata masa acestei planete poate fi mult mai mare decât minimul) în zona locuibilă a stelei sale [5] . Clasa habitat (hClass: caracterizează planetele locuibile/potențial locuibile în funcție de temperatura suprafeței) — psychroplanet (clasa P, planetă rece) [10] . În ciuda faptului că exoplaneta se învârte în jurul stelei părinte la o distanță de 0,168 UA . e. , care este aproape jumătate din periheliul lui Mercur, temperatura suprafeței este mai mică decât temperatura suprafeței Pământului . Potrivit unor estimări, temperatura variază de la -50 °C pe partea de noapte până la +10 °C pe partea de zi. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că steaua lui Kapteyn este un subpitic roșu . Emite lumină de 250 de ori mai puțină decât Soarele nostru. Dar este posibil ca exoplaneta să aibă o atmosferă densă , în care, din cauza diferenței de temperatură pe părțile de zi și de noapte, pot apărea vânturi puternice care vor sufla din partea iluminată, distribuind uniform căldura, precum atmosfera lui Venus . 5] . O atmosferă suficient de densă ar împiedica temperatura atmosferei din partea nopții să scadă sub punctul de rouă și o scădere a presiunii atmosferice, care, la rândul său, ar putea duce la deplasarea maselor de aer spre partea de noapte a planetei, ceea ce ar duce la înghețarea întreaga atmosferă pe partea de noapte. Un an pe Kapteyn b durează 48 de zile pământești , în acest timp planeta face o revoluție completă în jurul stelei sale. O exoplanetă se poate afla într-o cale de maree a stelei sale, caz în care va fi întotdeauna întoarsă într-o parte spre ea. Până în prezent, înclinația axei de rotație a lui Kaptein b este puțin cunoscută, așa că este posibil ca librari la latitudine să poată fi observate . În acest caz, planeta nu va avea o linie de terminare clară .

Comparația principalelor caracteristici ale lui Kapteyn b cu planetele grupului terestru

Posibilitatea vieții pe planetă

Indicele ESI (Earth Similarity Index) este 0,67, conform acestui indicator, planeta este aproape de KOI-4005.01 și Kepler-62 f . Mulți astrobiologi sugerează că exoplaneta poate fi locuibilă, iar vârsta sa de 11,5 miliarde de ani contribuie la acest lucru, ceea ce îl face pe Kapteyn b cu doar 2 miliarde de ani mai tânăr decât Universul nostru și cea mai veche exoplanetă cunoscută cu potențial locuibilă [5] . Vârsta exoplanetei este cea care crește semnificativ șansa de locuibilitate a acesteia, deoarece apariția vieții este un proces destul de complex, ceea ce înseamnă că au trecut 11,5 miliarde de ani de la formarea planetei, ar trebui să fie suficient pentru a se forma, dacă nu forme de viață complexe, atunci cel puțin microbi . Până în prezent, exoplanetele mai vechi sunt, de asemenea, cunoscute științei. De exemplu, mai veche decât Kapteyn b este planeta pulsar Methuselah din sistemul binar PSR B1620−26. Astronomii estimează vârsta sa la 12,7 miliarde de ani, dar caracteristicile orbitale minimizează posibilitatea originii și capacitatea de a susține viața pe planetă. [unsprezece]

Explorări suplimentare ale planetei

În momentul de față, doar câteva proprietăți ale exoplanetelor antice sunt cunoscute de astronomi - masa, perioada orbitală și distanța până la sistemul nostru planetar. În viitor, oamenii de știință intenționează să studieze compoziția atmosferei planetelor sistemului stelar Kapteyn folosind instrumente moderne. Potrivit lui Richard Nelson, unul dintre membrii grupului de cercetare, promițătorul observator astronomic orbital PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) poate aduce o mare contribuție la studiul planetei . Pe baza rezultatelor muncii ei, se va afla dacă pe suprafața Kapteyn b există apă lichidă .

Îndoieli cu privire la existența planetei

De la descoperirea sa, existența exoplanetei a fost pusă la îndoială de unii din comunitatea științifică [12] .

Căpitanul b, ca artefact al activității stelare

În primăvara lui 2015, o echipă de cercetători condusă de Paul Robertson de la Centrul de Astrobiologie de la Universitatea din Pennsylvania a concluzionat că exoplaneta nu există de fapt. Când Robertson și echipa sa au analizat datele HARPS de la Kapteyn b, au putut determina rata de rotație a stelei. Cercetătorii au descoperit că perioada orbitală a presupusei planete a fost în mod suspect un multiplu al perioadei de rotație axială a stelei. Perioada orbitală a planetei propuse a fost de 48 de zile, adică aproximativ o treime din perioada de rotație a stelei, care este de 143 de zile. Aceasta corespunde unei eșantionări de pete stelare la intervale neregulate. Autorii au concluzionat că ceea ce se credea a fi o exoplanetă este de fapt un artefact al activității stelare [13] [14] .

Infirmare

Pe 30 iunie 2015, autorul principal al studiului, Guillem Anglada-Escude, a publicat o lucrare în care afirmă că reanalizarea datelor folosind metode de optimizare globală și compararea modelelor demonstrează în mod clar că pretențiile pentru existența unui al doilea super-Pământ în zona locuibilă sunt nefondate, având în vedere că alegerea perioadei de rotație de 143 de zile este nejustificată, iar prezența corelațiilor liniare nu este susținută de date. Descoperitorul a ajuns la concluzia că schimbarea vitezelor radiale observată în steaua lui Kapteyn poate fi explicată doar prin prezența a două planete supra-Pământ. Omul de știință a susținut, de asemenea, utilizarea procedurilor globale de optimizare și utilizarea argumentelor obiective, mai degrabă decât afirmațiile care nu au un suport statistic minim [15] .

Planeta Kapteyn b în ficțiune, filme și jocuri

Nuvela „ Sad Kapteyn” în genul science fiction , scrisă de scriitorul de science fiction în limba engleză Alastair Reynolds , este în întregime dedicată unei exoplanete. Scopul principal al lucrării este de a susține și ilustra elementele cheie ale raportului de descoperire a exoplanetelor . Povestea descrie sosirea unui robot de explorare interstelară în sistemul VZ . Începând să exploreze exoplaneta b, robotul descoperă că a fost odată locuită de o civilizație mult superioară celei pământului în ceea ce privește dezvoltarea. Orașele acoperă aproape întreaga zonă a exoplanetei, sunt vizibile urme de ascensoare spațiale , care s-au extins aproape până pe orbita exolunii . Robotul observă că exoplaneta este plină de cratere de impact , de dimensiunea continentelor Pământului . Nu există atmosferă . Probabil că a avut loc o catastrofă la scară planetară, iar locuitorii au fost nevoiți să părăsească sistemul [16] .

Vezi și

• Lista exoplanetelor descoperite în 2014
• Lista exoplanetelor descoperite de Doppler
• Viabilitatea unui sistem de pitice roșii
• Viabilitatea planetei
• Lista exoplanetelor potențial locuibile
• Astrobiologie

Note

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. Două planete în jurul valorii de Steaua lui Kapteyn: un super-Pământ rece și temperat care orbitează în jurul celei mai apropiate pitici roșii halo // 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  (engleză) - 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. Frecvența planetelor care orbitează M pitice în vecinătatea solară - arXiv :1906.04644
4. ↑ Planeta Kapteyn's b . Preluat la 7 iunie 2014. Arhivat din original la 1 decembrie 2017. (nedefinit)
5. ↑ 1 2 3 4 5 G. Anglada-Escude et al. Kapteyn b și c: Două exoplanete găsite în jurul stelei lui Kapteyn . sci-news.com . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters (3 iunie 2014). Data accesului: 13 februarie 2015. Arhivat din original pe 3 august 2014. (nedefinit)
6. ↑ Sistemul planetar Kapteyn găzduiește cel puțin 2 planete. . Deschideți Catalogul Exoplanet . Data accesului: 13 februarie 2015. Arhivat din original pe 5 februarie 2015. (nedefinit)
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. Două planete în jurul stelei lui Kapteyn: un super-Pământ rece și un temperat care orbitează cel mai apropiat halou pitic-roșu . Biblioteca Universității Cornell (3 iunie 2014). Preluat la 13 februarie 2015. Arhivat din original la 3 august 2020. (nedefinit)
8. ↑ Paul Butler, Jeff Crane, Steve Shectman, Ian Thompson. Spectrograful Carnegie Planet Finder (PFS) lucrează din greu în căutarea planetelor extrasolare cu telescopul Magellan II de 6,5 metri de la Observatorul Las Campanas din Chile. . Instituția Carnegie din Washington (30 august 2010). Consultat la 13 februarie 2015. Arhivat din original pe 9 martie 2015. (nedefinit)
9. ↑ G. Anglada-Escude et al. Cea mai veche planetă cunoscută care ar putea adăposti viață a fost descoperită . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters (3 iunie 2014). Data accesului: 13 februarie 2015. Arhivat din original la 5 ianuarie 2015. (nedefinit)
10. ↑ U.P.R. Arecibo. Laboratorul de Habitabilitate Planetară . (PHL) . http://phl.upr.edu/.+ Consultat la 19 aprilie 2015. Arhivat din original pe 20 noiembrie 2011. (nedefinit)
11. ↑ Britt, Robert Roy. Primeval Planet: Cea mai veche lume cunoscută evocă perspectiva vieții antice (link indisponibil) . Space.com   (engleză) . Consultat la 6 decembrie 2007. Arhivat din original pe 20 iulie 2003. (nedefinit) 
12. ↑ Căpitanul-b: O planetă într-o zonă locuibilă sau un miraj? (link indisponibil) . SETI & CETI: The Search for Extraterrestrial Civilizations (10 iunie 2015). Preluat la 8 iulie 2015. Arhivat din original la 14 iulie 2015. (nedefinit) 
13. ↑ Activitatea stelară imită o planetă cu zonă locuibilă în jurul stelei lui Kapteyn . Preluat la 2 decembrie 2019. Arhivat din original la 12 iunie 2020. (nedefinit)
14. ↑ Principalele descoperiri astronomice din mai 2015 . Preluat la 2 decembrie 2019. Arhivat din original la 28 decembrie 2019. (nedefinit)
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. Nu există dovezi pentru corelațiile activității în vitezele radiale ale stelei Kapteyn . arXiv.org (30 iunie 2015). Preluat la 2 decembrie 2019. Arhivat din original la 7 iulie 2019. (nedefinit)
16. ↑ Alastair Reynolds. Căpitan trist . LoadedDice pe mediu. Preluat: 4 martie 2021. (nedefinit)

Link -uri

• Planeta Kapteyn b la Enciclopedia Planetelor Extrasolare
• Kapteyn b la NASA Exoplanet Archive
• Povestea tristă a lui Kapteyn în engleză