диск Питера Пэна
Диск Питера Пэна — это околозвездный диск вокруг звезды или коричневого карлика , который, по-видимому, удерживал достаточно газа для формирования газовой планеты-гиганта гораздо дольше, чем обычно предполагаемый период времени рассеяния газа, составляющий примерно 5 миллионов лет. Было замечено несколько примеров таких дисков на орбитах звезд со спектральным классом M или более поздних. О наличии газа вокруг этих дисков обычно можно судить по общему количеству излучения, испускаемого диском в инфракрасном диапазоне, и/или по спектроскопическим признакам аккреции водорода на звезду. Чтобы соответствовать одному конкретному определению диска Питера Пэна, источник должен иметь инфракрасный «цвет» , возраст > 20 млн лет и спектроскопические свидетельства аккреции . [1] [2]
В 2016 году волонтеры проекта «Дисковый детектив» обнаружили WISE J080822.18-644357.3 (или J0808). Эта маломассивная звезда демонстрировала признаки молодости, например, сильный избыток инфракрасного излучения и активную аккрецию газообразного материала. Это часть 45 +11
−7 Myr old Carina молодая движущаяся группа , старше, чем ожидалось по этим характеристикам М-карлика . [3] [4] Было обнаружено, что другие звезды и коричневые карлики похожи на J0808, но с признаками молодости, хотя они находятся в более старой движущейся группе. [4] [2] Вместе с J0808 эти более старые маломассивные аккреторы в близлежащих движущихся группах были названы дисками Питера Пэна в одной научной статье, опубликованной в начале 2020 года. [5] [2] С тех пор этот термин использовался другими независимыми исследовательскими группами. [6] [7] [8]
Имя
[ редактировать ]Диски Питера Пэна названы в честь главного героя Питера Пэна в пьесе и книге « Питер Пэн, или Мальчик, который не вырастет », написанной Дж. М. Барри в 1904 году. Диски Питера Пэна выглядят молодыми, хотя и старыми годами. . Другими словами: диски «Питер Пэн» «отказываются взрослеть» — черта, которую они разделяют с потерянными мальчиками и главным персонажем «Питера Пэна». [2] [1]
Характеристики
[ редактировать ]Известные диски Питера Пэна имеют H-альфа спектроскопическую линию как признак аккреции. J0808 показывает изменения в линиях Пашена-β и Брекетта-γ , что является явным признаком аккреции. [1] [2] Он также был идентифицирован как богатый литием , что является признаком молодости. [4]
Было высказано предположение, что дискам Питера Пэна требуется больше времени для рассеивания из-за более низкого фотоиспарения , вызванного меньшим излучением дальнего ультрафиолета и рентгеновского излучения, исходящего от М-карлика. [2] Наблюдения с помощью рентгеновской обсерватории Чандра показали, что диски Питера Пэна имеют такую же рентгеновскую светимость, как и М-карлики поля, со свойствами, подобными звездам T Тельца со слабой линией. Исследователи этого исследования пришли к выводу, что нынешняя рентгеновская светимость диска Питера Пэна не может объяснить их старость. Старость диска могла быть результатом более слабого потока дальнего ультрафиолета, падающего на диск, из-за более слабой аккреции на стадии предглавной последовательности . [9]
J0808 показывает изменения в кривой блеска от CTIO , которые могут быть связаны с материалом диска, блокирующим свет звезды. Источник также показал сильную вспышку . [1] [2] На нем показаны три различных компонента диска: «Горячий» внутренний диск с температурой 1100 К (827 °C или 1520 °F ), расположенный на высоте а.е. 0,0056 «Теплый» внешний диск с температурой 240 К (-33 °C или -28 °F), расположенный на высоте 0,115 а.е. [4] «Холодный» внешний диск с температурой 20 К (-253 °C или -424 °F), расположенный на высоте <16 а.е. [10]
2MASS J05010082-4337102 показал вспышку на кривой блеска TESS и периодические изменения, которые могли быть связаны со звездными пятнами . Система наклонена к нашему лучу зрения примерно на 38°, что достаточно, чтобы не ожидать движения какого-либо материала диска перед звездой. [1] [2]
WISEA J044634.16-262756.1 и WISEA J094900.65-713803.1 являются видимыми визуальными двойниками в данных Gaia . [2]
2MASS J02265658-5327032 — кандидат в коричневые карлики с диском Питера Пэна. [2]
2M0632 наблюдалась TESS, и она демонстрирует переменность из-за вещества из диска, проходящего перед звездой. [11]
Известные диски Питера Пэна
[ редактировать ]
Прототип диска Питера Пэна — WISE J080822.18-644357.3 . [2] Он был обнаружен в рамках НАСА под руководством гражданского научного проекта Disk Detective . [12]
Мерфи и др. нашел в литературе дополнительные диски Питера Пэна, которые были идентифицированы как часть Columba и Tucana-Horologium ассоциаций . [13] [4] Примеры: 2MASS J0041353-562112 в Тук-Хоре, [14] [15] 2MASS J05010082-4337102 в Колумбе и 2MASS J02265658-5327032 в Тук-Оре. [16] Возраст ассоциации Тук-Хор составляет 45±4 млн лет, а ассоциации Колумба — 42 года. +6
−4 млн лет. 2MASS J0041353-562112 позже был отброшен, так как не показывает избытка и мог принадлежать движущейся группе Beta Pictoris . [2]
Сотрудничество Disk Detective выявило два дополнительных диска Питера Пэна: WISEAJ044634.16-262756.1 в Columba и WISEA J094900.65-713803.1 в Carina . Обе системы являются зрительными двойниками . В документе также упоминается, что ранее было идентифицировано, что члены NGC 2547 имеют избыток 22 мкм и могут быть похожи на диски Питера Пэна. [2] [17] 2MASS 08093547-4913033 , который является одним из М-карликов с диском обломков в NGC 2547, наблюдался с помощью инфракрасного спектрографа Спитцера . В этой системе первое обнаружение силиката было сделано в диске обломков вокруг звезды М-типа. Хотя система показывает линию H-альфа , она была интерпретирована как лишенная газа и не срастающаяся. [18]
Последствия для формирования планет вокруг М-звезд
[ редактировать ]Существуют разные модели, объясняющие существование дисков Питера Пэна, например, разрушенные планетезимали. [4] или недавние столкновения планетных тел. [10] Одно из объяснений состоит в том, что диски Питера Пэна — это долгоживущие первичные диски. [6] Это будет следовать тенденции, когда звездам с меньшей массой требуется больше времени для рассеивания своих дисков. У экзопланет вокруг М-звезд будет больше времени для формирования, что существенно повлияет на атмосферы этих планет. [1] [2]
Диски Питера Пэна, образующие многопланетные системы, могут заставить планеты двигаться по близким, резонансным орбитам . семипланетная система TRAPPIST-1 . Конечным результатом такого диска Питера Пэна могла бы стать [11]
Диск Питера Пэна также может помочь объяснить существование планет-юпитеров вокруг М-карликов, таких как TOI-5205b . Более длительный срок службы диска даст больше времени для формирования твердого ядра, что может инициировать безудержное наращивание ядра . [19]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Сильвербергастро (17 января 2020 г.). «Наша новая газета: «Диски Питера Пэна»!» . Дисковый детектив . Проверено 22 января 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н Сильверберг, Стивен М.; Вишневски, Джон П.; Кушнер, Марк Дж.; Лоусон, Келлен Д.; Банс, Алисса С.; Дебес, Джон Х.; Биггс, Джозеф Р.; Бош, Милтон К.Д.; Кукла, Катарина; Лука, Хьюго А. Дурантини; Энакиоайе, Александру; Гамильтон, Джошуа; Холден, Джонатан; Хёго, Мичихару; Сотрудничество Disk Detective (14 января 2020 г.). «Диски Питера Пэна: долгоживущие аккреционные диски вокруг молодых М-звезд» . Астрофизический журнал . 890 (2): 106. arXiv : 2001.05030 . Бибкод : 2020ApJ...890..106S . дои : 10.3847/1538-4357/ab68e6 . S2CID 210718358 .
- ^ Сильверберг, Стивен М.; Кушнер, Марк Дж.; Вишневски, Джон П.; Ганье, Джонатан; Банс, Алисса С.; Бхаттачарджи, Шамбо; Карри, Тейн Р.; Дебес, Джон Р.; Биггс, Джозеф Р. (14 октября 2016 г.). «Новый кандидат на диск обломков карликов M в молодой движущейся группе обнаружен с помощью Disk Detective» . Астрофизический журнал . 830 (2): Л28. arXiv : 1610.05293 . Бибкод : 2016ApJ...830L..28S . дои : 10.3847/2041-8205/830/2/L28 . ISSN 2041-8205 . S2CID 119183849 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Мерфи, Саймон Дж.; Мамаек, Эрик Э.; Белл, Кэмерон, премьер-министр (21 мая 2018 г.). «WISE J080822.18-644357.3 – аккрецирующий M-карлик возрастом 45 миллионов лет, на котором находится первичный диск» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 476 (3): 3290–3302. arXiv : 1703.04544 . Бибкод : 2018MNRAS.476.3290M . дои : 10.1093/mnras/sty471 . ISSN 0035-8711 . S2CID 119341475 .
- ^ «Звезды малой массы | Стивен М. Сильверберг» . www.nhn.ou.edu . Проверено 25 июля 2019 г.
- ^ Перейти обратно: а б Коулман, Гэвин; Хаворт, Томас Дж. (июнь 2020 г.). «Диски Питера Пэна: поиск параметров Неверленда» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 496 (1): 111. arXiv : 2006.06115 . Бибкод : 2020MNRAS.496L.111C . дои : 10.1093/mnrasl/slaa098 . S2CID 219573224 .
- ^ Эрикссон, Саймон К.; Асенсио Торрес, Рубен; Янсон, Маркус; Аояма, Юхико; Марло, Габриэль-Доминик; Боннефой, Микаэль; Петрус, Саймон (01 июня 2020 г.). «Сильное альфа-излучение и признаки аккреции в спутнике околоземной планеты от MUSE» . Астрономия и астрофизика . 638 : Л6. arXiv : 2005.11725 . Бибкод : 2020A&A...638L...6E . дои : 10.1051/0004-6361/202038131 . ISSN 0004-6361 . S2CID 218870278 .
- ^ Дай, Фей; Винн, Джошуа Н.; Шлауфман, Кевин; Ван, Сунгу; Вайс, Лорен; Петигура, Эрик А.; Ховард, Эндрю В.; Фанг, Мин (01.06.2020). «Обзор Калифорния-Кеплер. IX. Повторное посещение внесолнечной туманности минимальной массы с точными звездными параметрами» . Астрономический журнал . 159 (6): 247. arXiv : 2004.04847 . Бибкод : 2020AJ....159..247D . дои : 10.3847/1538-3881/ab88b8 . S2CID 215736954 .
- ^ Лаос, Стефан; Вишневски, Джон П.; Кушнер, Марк Дж.; Сильверберг, Стивен М.; Гюнтер, Ганс Мориц; Принсипи, Дэвид А.; Бонин, Бретт; Кункель, Марина; Сотрудничество с Дисковым детективом (01 августа 2022 г.). «Наблюдения Чандрой шести дисков Питера Пэна: разнообразие скоростей внутреннего фотоиспарения, обусловленного рентгеновскими лучами, не объясняет их редкое долголетие» . Астрофизический журнал . 935 (2): 111. arXiv : 2207.07140 . Бибкод : 2022ApJ...935..111L . дои : 10.3847/1538-4357/ac8156 . ISSN 0004-637X .
- ^ Перейти обратно: а б Флаэрти, Кевин М.; Хьюз, А. Мередит; Мамаек, Эрик Э.; Мерфи, Саймон Дж. (13 февраля 2019 г.). «Потенциал формирования планеты вокруг аккрецирующего М-карлика возрастом 45 млн лет» . Астрофизический журнал . 872 (1): 92. arXiv : 1812.04124 . Бибкод : 2019ApJ...872...92F . дои : 10.3847/1538-4357/aaf794 . ISSN 1538-4357 . S2CID 119251811 .
- ^ Перейти обратно: а б Гайдос, Эрик; Манн, Эндрю В.; Рохас-Аяла, Барбара; Фейден, Грегори А.; Вуд, Маккенна Л.; Нараянан, Сучитра; Ансделл, Меган; Джейкобс, Том; ЛаКурс, Дэрилл (01 июля 2022 г.). «Планетезимали вокруг звезд с TESS (PAST) - II. Карликовая звезда M-ковша с долгоживущим диском в зоне непрерывного наблюдения TESS» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 514 (1): 1386–1402. arXiv : 2204.14163 . Бибкод : 2022MNRAS.514.1386G . дои : 10.1093/mnras/stac1433 . ISSN 0035-8711 .
- ^ Рэмси, Сара (21 октября 2016 г.). «Гражданские учёные обнаруживают потенциальные новые охотничьи угодья на экзопланете» . НАСА . Проверено 22 января 2020 г.
- ^ Торрес, САО; Кваст, GR; Мело, швейцарский франк; Стерзик, М.Ф. (2008). «Молодые соседние свободные ассоциации - aspmonographs.org». arXiv : 0808.3362 [ астроф-ф ].
- ^ Райнерс, Ансгар (21 августа 2009 г.). «Свидетельства аккреции у соседнего молодого коричневого карлика». Астрофизический журнал . 702 (2): Л119–Л123. arXiv : 0908.3482 . Бибкод : 2009ApJ...702L.119R . дои : 10.1088/0004-637X/702/2/L119 . ISSN 1538-4357 . S2CID 16903320 .
- ^ Ганье, Джонатан; Лафреньер, Давид; Дойон, Рене; Мало, Лисон; Артиго, Этьен (24 февраля 2014 г.). «Баньян. 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 . Бибкод : 2014ApJ...783..121G . дои : 10.1088/0004-637X/783/2/121 . ISSN 0004-637X . S2CID 119251619 .
- ^ Буше, Энн; Лафреньер, Давид; Ганье, Джонатан; Мало, Лисон; Фаэрти, Жаклин К.; Дойон, Рене; Чен, Кристин Х. (15 ноября 2016 г.). «Баньян. VIII. Новые звезды малой массы и коричневые карлики с околозвездными дисками-кандидатами» . Астрофизический журнал . 832 (1): 50. arXiv : 1608.08259 . Бибкод : 2016ApJ...832...50B . дои : 10.3847/0004-637X/832/1/50 . ISSN 0004-637X . S2CID 119017727 .
- ^ Форбрич, Ян; Лада, Чарльз Дж.; Мюнхен, Август А.; Тейшейра, Паула С. (ноябрь 2008 г.). «Новые кандидаты на диск обломков карликов M в NGC 2547». Астрофизический журнал . 687 (2): 1107. arXiv : 0807.3597 . Бибкод : 2008ApJ...687.1107F . дои : 10.1086/592035 . ISSN 0004-637X . S2CID 119215678 .
- ^ Тейшейра, Паула С.; Лада, Чарльз Дж.; Вуд, Кеннет; Робитайл, Томас П.; Луман, Кевин Л. (июль 2009 г.). «Инфракрасная спектрографическая характеристика диска обломков вокруг звезды М-типа в NGC 2547». Астрофизический журнал . 700 (1): 454–459. arXiv : 0905.2469 . Бибкод : 2009ApJ...700..454T . дои : 10.1088/0004-637X/700/1/454 . ISSN 0004-637X . S2CID 8231130 .
- ^ Канодия, Шубхам; Махадеван, Суврат ; Либби-Робертс, Джессика; Стефанссон, Гудмундур; Каньяс, Калеб И.; Пиетт, Анджали А.А.; Босс, Алан; Теске, Йоханна; Чемберс, Джон; Зейманн, Грег; Монсон, Эндрю; Робертсон, Пол; Нинан, Джо П.; Лин, Андреа С.Дж.; Бендер, Чад Ф. (01 марта 2023 г.). «TOI-5205b: Короткопериодическая планета-юпитер, проходящая через карлика Mid-M» . Астрономический журнал . 165 (3): 120. arXiv : 2209.11160 . Бибкод : 2023AJ....165..120K . дои : 10.3847/1538-3881/acabce . hdl : 20.500.11850/601567 . ISSN 0004-6256 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Страница обсуждения AWI0005x3s на diskdetective.org
- Гражданские ученые НАСА обнаружили «диски Питера Пэна»