Околопланетный диск

Околопланетный диск (или околопланетный диск, сокращенно CPD ) — это тор , блин или кольцеобразное скопление материи, состоящее из газа , пыли , планетезималей , астероидов или фрагментов столкновений на орбите вокруг планеты . Они являются резервуарами материала, из которого могут формироваться спутники (или экзолуны , или субспутники ). [1] Такой диск может проявлять себя по-разному.
В августе 2018 года астрономы сообщили о вероятном обнаружении околопланетного диска вокруг CS Cha B. [2] Авторы заявляют, что «система CS Cha — единственная система, в которой, вероятно, присутствует околопланетный диск, а также разделившийся околозвездный диск». [3] Однако в 2020 году параметры CS Cha B были пересмотрены, в результате чего она стала аккрецирующим красным карликом, а диск стал околозвездным . [4]
Кандидаты вокруг других экзопланет
[ редактировать ]Возможные околопланетные диски также были обнаружены вокруг экзопланет HD 100546 b . [5] АС 209 б [6] и HD 169142 б [7] или компаньоны планетарной массы (PMC; 10-20 , МДж расстояние ≥100 а.е.), такие как GSC 06214-00210 b [8] и DH Tauri b . [9]
был обнаружен диск размером менее миллиметра с ALMA Вокруг SR 12 c , спутника планетарной массы, . SR 12 c мог образоваться не из материала околозвездного диска родительской звезды SR 12, поэтому его нельзя считать настоящим околопланетным диском. Диски PMC относительно распространены вокруг молодых объектов, и их легче изучать по сравнению с околопланетными дисками. [10]
Несколько дисков были обнаружены вокруг близлежащих изолированных объектов планетарной массы . Диски вокруг таких объектов в радиусе 300 парсеков были найдены в Комплексе Ро Змееносца . [11] Комплекс Телец (например, КПНО-Тау 12 ), [11] [12] Волчанка I Облако [13] и комплекс Хамелеон (например, хорошо изученные OTS 44 и Cha 110913-773444 [14] ). Эти объекты с дисками свободно плавают и большую часть времени называются околозвездными дисками, хотя, вероятно, они похожи на околопланетные диски.
2M1207b есть околопланетный диск. Ранее предполагалось, что у [15] Новые наблюдения JWST / NIRSpec смогли подтвердить аккрецию невидимого диска, обнаружив излучение водорода и гелия. Однако классификация околопланетного диска оспаривается, поскольку 2M1207b (или 2M1207B) можно классифицировать как двойную систему вместе с 2M1207A, а не как экзопланету. Это сделало бы диск около 2M1207b околозвездным диском , несмотря на то, что он находится не вокруг звезды, а вокруг 5-6 M Юп объекта планетарной массы . [16]
ПДС 70
[ редактировать ]Диск вокруг планеты c системы PDS 70 является лучшим свидетельством существования околопланетного диска на момент его открытия. Экзопланета является частью мультипланетной звездной системы PDS 70, расположенной примерно в 370 световых годах (110 парсеках) от Земли. [17]
ПДС 70б
[ редактировать ]В июне 2019 года астрономы сообщили об обнаружении свидетельств существования околопланетного диска вокруг PDS 70b. [18] с использованием спектроскопии и сигнатур аккреции. Оба типа этих сигнатур ранее были обнаружены у других планетарных кандидатов. Более поздняя инфракрасная характеристика не смогла подтвердить спектроскопические данные о диске вокруг PDS 70b и сообщает о слабых доказательствах того, что текущие данные говорят в пользу модели с одним компонентом черного тела. [19]
ПДС 70с
[ редактировать ]В июле 2019 года астрономы сообщили о первом в истории обнаружении с помощью Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA). [20] [21] [22] околопланетного диска. [20] [21] [23] Исследования ALMA, использующие миллиметровые и субмиллиметровые длины волн, лучше подходят для наблюдения за пылью, сконцентрированной в межпланетных областях, поскольку звезды излучают сравнительно мало света на этих длинах волн и поскольку оптические наблюдения часто заслоняются подавляющим светом яркой родительской звезды. Околопланетный диск был обнаружен вокруг молодой массивной PDS Юпитера типа экзопланеты 70c . [20] [21] [23]
По словам Андреа Иселлы , ведущего исследователя из Университета Райса в Хьюстоне, штат Техас , «впервые мы можем убедительно увидеть контрольные признаки околопланетного диска, что помогает поддержать многие из нынешних теорий формирования планет . Сравнивая наши наблюдения с изображениями высокого разрешения инфракрасными и оптическими , мы можем ясно видеть, что загадочная в остальном концентрация крошечных частиц пыли на самом деле представляет собой пылевой диск, опоясывающий планету, — первое подобное явление, когда-либо достоверно наблюдаемое». [22] Джейсон Ванг из Калифорнийского технологического института, ведущий исследователь другой публикации, описывает: «Если кажется, что планета находится на вершине диска, как в случае с PDS 70c». [24] тогда сигнал вокруг PDS 70c необходимо пространственно отделить от внешнего кольца, чего не было в 2019 году. Однако в июле 2021 года были представлены окончательно разрешенные данные с более высоким разрешением. [25]
Планета PDS 70c обнаружена в H-альфа , что рассматривается как свидетельство того, что она аккрецирует материал из околопланетного диска со скоростью 10 −8 ± 0.4 М Дж в год. [26] Из наблюдений ALMA было показано, что этот диск имеет радиус менее 1,2 астрономических единиц (а.е.) или трети радиуса Хилла . Масса пыли оценивалась примерно в 0,007 или 0,031 M E (от 0,57 до 2,5 массы Луны ), в зависимости от размера зерна, использованного для моделирования. [25] Более позднее моделирование показало, что диск вокруг PDS 70c оптически толстый и имеет предполагаемую массу пыли от 0,07 до 0,7 M E (от 5,7 до 57 масс Луны). Общая (пыль+газ) масса диска должна быть выше. Светимость планеты является доминирующим механизмом нагрева в пределах 0,6 а.е. от CPD. Кроме того, фотоны звезды нагревают диск. [27]
См. также
[ редактировать ]- Аккреционный диск - структура, образованная диффузным материалом, находящимся в орбитальном движении вокруг массивного центрального тела.
- Околозвездная оболочка - Часть звезды.
- Нарушенная планета - Планета или связанная с ней планета уничтожена проходящим объектом.
- Внесолнечная планета – Планета за пределами Солнечной системы
- Формирование и эволюция Солнечной системы . Моделирование ее структуры и состава.
- Протопланетный диск – газ и пыль, окружающие недавно образовавшуюся звезду.
- Система колец - кольцо космической пыли, вращающееся вокруг астрономического объекта.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Паркс, Джейк (8 ноября 2021 г.). «Снимок: ALMA обнаруживает диск, формирующий луну, вокруг далекой экзопланеты. Этот звездный снимок служит первым недвусмысленным обнаружением околопланетного диска, способного создать собственную луну» . Астрономия . Проверено 9 ноября 2021 г.
- ^ Гински, Кристиан (август 2018 г.). «Первое прямое обнаружение поляризованного компаньона за пределами разрешенного кругового диска вокруг CS Chamaeleonis» . Астрономия и астрофизика . 616 (79): 18. arXiv : 1805.02261 . Бибкод : 2018A&A...616A..79G . дои : 10.1051/0004-6361/201732417 .
- ^ Старр, Мишель. «Астрономы случайно сфотографировали возможную детскую экзопланету» . Проверено 10 октября 2019 г.
- ^ Хафферт, С.Ю.; Ван Гольштейн, Р.Г.; Гински, К.; Бринчманн, Дж.; Снеллен, IAG; Милли, Дж.; Столкер, Т.; Келлер, CU; Жирар, Дж. (2020), «CS Cha B: затененная диском звезда M-типа, имитирующая поляризованного планетарного компаньона», Astronomy & Astrophysicals , 640 : L12, arXiv : 2007.07831 , Bibcode : 2020A&A...640L..12H , doi : 10.1051/0004-6361/202038706 , S2CID 220525346
- ^ Куанц, Саша П.; и др. (июль 2015 г.). «Подтверждение и характеристика протопланеты HD 100546 b — прямое свидетельство формирования газовой планеты-гиганта на расстоянии 50 а.е.». Астрофизический журнал . 807 (1): 64. arXiv : 1412.5173 . Бибкод : 2015ApJ...807...64Q . дои : 10.1088/0004-637X/807/1/64 . S2CID 119119314 .
- ^ Бэ, Джехан; и др. (август 2022 г.). «Молекулы с ALMA в планетообразующих масштабах (MAPS): кандидат в околопланетный диск по эмиссии молекулярных линий в диске AS 209» . Письма астрофизического журнала . 934 (2): 20. arXiv : 2207.05923 . Бибкод : 2022ApJ...934L..20B . дои : 10.3847/2041-8213/ac7fa3 . S2CID 250492936 .
- ^ Хаммонд, Иэн; Кристианс, Валентин; Прайс, Дэниел Дж.; Точи, Клаудия; Пинте, Кристоф; Джуйар, Сандрин; Гарг, Химанши (23 февраля 2023 г.). «Подтверждение и кеплеровское движение протопланеты HD 169142 B» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: письма . 522 : L51–L55. arXiv : 2302.11302 . дои : 10.1093/mnrasl/slad027 .
- ^ Боулер, Брендан П.; и др. (июнь 2015 г.). «Ограничение ALMA на массу околоподзвездного аккреционного диска GSC 6214-210 B». Астрофизический журнал . 805 (2): Л17. arXiv : 1505.01483 . Бибкод : 2015ApJ...805L..17B . дои : 10.1088/2041-8205/805/2/L17 . S2CID 29008641 .
- ^ Вольф, Шайлер Г.; и др. (июль 2017 г.). «Верхний предел массы околопланетного диска для DH Tau b» . Астрономический журнал . 154 (1): 26. arXiv : 1705.08470 . Бибкод : 2017AJ....154...26W . дои : 10.3847/1538-3881/aa74cd . S2CID 119339454 .
- ^ Ву, Я-Лин; Боулер, Брендан П.; Шиэн, Патрик Д.; Клоуз, Лэрд М.; Эйснер, Джошуа А.; Бест, Уильям М.Дж.; Уорд-Дуонг, Кимберли; Чжу, Чжаохуань; Краус, Адам Л. (1 мая 2022 г.). «ALMA Открытие диска вокруг спутника планетарной массы SR 12 c» . Астрофизический журнал . 930 (1): Л3. arXiv : 2204.06013 . Бибкод : 2022ApJ...930L...3W . дои : 10.3847/2041-8213/ac6420 . ISSN 0004-637X .
- ^ Jump up to: а б Рилингер, Аннелиз М.; Эспайя, Катрин К. (1 ноября 2021 г.). «Дисковые массы и эволюция пыли протопланетных дисков вокруг коричневых карликов» . Астрофизический журнал . 921 (2): 182. arXiv : 2106.05247 . Бибкод : 2021ApJ...921..182R . дои : 10.3847/1538-4357/ac09e5 . ISSN 0004-637X .
- ^ Бест, Уильям М.Дж.; Лю, Майкл С.; Манье, Юджин А.; Боулер, Брендан П.; Аллер, Кимберли М.; Чжан, Чжоуцзянь; Котсон, Майкл С.; Бергетт, штат Вашингтон; Чемберс, КК; Дрейпер, П.В.; Флюэллинг, Х.; Ходапп, КВ; Кайзер, Н.; Меткалф, Н.; Wainscoat, RJ (1 марта 2017 г.). «Поиск карликов с переходом L/T с помощью Pan-STARRS1 и WISE. III. Открытия молодых L-карликов и каталоги собственных движений в Тельце и Скорпионе-Центавре» . Астрофизический журнал . 837 (1): 95. arXiv : 1702.00789 . Бибкод : 2017ApJ...837...95B . дои : 10.3847/1538-4357/aa5df0 . hdl : 1721.1/109753 . ISSN 0004-637X .
- ^ Джаявардхана, Рэй; Иванов, Валентин Д. (1 августа 2006 г.). «Спектроскопия молодых кандидатов в планетарные массы с дисками» . Астрофизический журнал . 647 (2): L167–L170. arXiv : astro-ph/0607152 . Бибкод : 2006ApJ...647L.167J . дои : 10.1086/507522 . ISSN 0004-637X .
- ^ Луман, КЛ; и др. (декабрь 2005 г.). «Открытие коричневого карлика планетарной массы с околозвездным диском». Астрофизический журнал . 635 (1): L93–L96. arXiv : astro-ph/0511807 . Бибкод : 2005ApJ...635L..93L . дои : 10.1086/498868 . S2CID 11685964 .
- ^ Моханти, Субханджой; и др. (март 2007 г.). «Спутник планетарной массы 2MASS 1207-3932B: температура, масса и доказательства существования диска с ребра». Астрофизический журнал . 657 (2): 1064–1091. arXiv : astro-ph/0610550 . Бибкод : 2007ApJ...657.1064M . дои : 10.1086/510877 . S2CID 17326111 .
- ^ Луман, КЛ; Тремблин, П.; Биркманн, С.М.; Манджавакас, Э.; Валенти, Дж.; Алвес де Оливейра, К.; Бек, ТЛ; Джардино, Дж.; Лютцгендорф, Н.; Раушер, Б.Дж.; Сирианни, М. (1 июня 2023 г.). «Наблюдения JWST/NIRSpec спутника планетарной массы TWA 27B» . Астрофизический журнал . 949 (2): Л36. arXiv : 2305.18603 . Бибкод : 2023ApJ...949L..36L . дои : 10.3847/2041-8213/acd635 . ISSN 0004-637X .
- ^ Мандельбаум, Райан Ф. (12 июля 2019 г.). «Астрономы думают, что заметили луну, формирующуюся вокруг экзопланеты» . Гизмодо . Проверено 12 июля 2019 г.
- ^ Кристианс, Валентин (июнь 2019 г.). «Доказательства существования околопланетного диска вокруг протопланеты PDS 70 b» . Письма астрофизического журнала . 877 (2): Л33. arXiv : 1905.06370 . Бибкод : 2019ApJ...877L..33C . дои : 10.3847/2041-8213/ab212b . S2CID 155100321 .
- ^ Столкер, Т.; Марло, Ж.-Д.; Куньо, Г.; Мольер, П.; Кванц, СП; Тодоров, КО; Кюн, Дж. (декабрь 2020 г.). «ЧУДЕСА: характеристика атмосферы планет и субзвездных спутников, полученных прямым изображением на расстоянии 4–5 мкм: II. Ограничения на массу и радиус окутанной планеты PDS 70 b» . Астрономия и астрофизика . 644 : А13. arXiv : 2009.04483 . Бибкод : 2020A&A...644A..13S . дои : 10.1051/0004-6361/202038878 . ISSN 0004-6361 .
- ^ Jump up to: а б с Изелла, Андреа; и др. (11 июля 2019 г.). «Обнаружение субмиллиметрового излучения континуума, связанного с кандидатами в протопланеты» . Письма астрофизического журнала . 879 (2): Л25. arXiv : 1906.06308 . Бибкод : 2019ApJ...879L..25I . дои : 10.3847/2041-8213/ab2a12 . S2CID 189897829 .
- ^ Jump up to: а б с Блю, Чарльз Э. (11 июля 2019 г.). « В далекой звездной системе обнаружен окололунный диск» . Национальная радиоастрономическая обсерватория . Проверено 11 июля 2019 г.
- ^ Jump up to: а б Карн, Ник (13 июля 2019 г.). « В далекой звездной системе обнаружен диск, образующий Луну. Открытие помогает подтвердить теории формирования планет, говорят астрономы» . Космос . Архивировано из оригинала 12 июля 2019 года . Проверено 12 июля 2019 г.
- ^ Jump up to: а б Бойд, Джейд (11 июля 2019 г.). «Вокруг далекой планеты обнаружен диск, образующий Луну» . Физика.орг . Проверено 11 июля 2019 г.
- ^ Обсерватория В. М. Кека. «Астрономы подтверждают существование двух гигантских новорожденных планет в системе PDS 70» . физ.орг . Проверено 27 июля 2022 г.
- ^ Jump up to: а б Бенисти, Мириам; Бэ, Джехан; Факкини, Стивен; Кепплер, Мириам; Тиг, Ричард; Изелла, Андреа; Куртович, Николас Т.; Перес, Лаура М.; Сьерра, Ганнибал; Эндрюс, Шон М.; Карпентер, Джон (1 июля 2021 г.). «Окружной планетный диск вокруг PDS70c » Письма астрофизического журнала . 916 (1): Л2. arXiv : 2108.07123 . Бибкод : 2021ApJ...916L... 2B дои : 10.3847/2041-8213/ac0f83 . ISSN 2041-8205 . S2CID 236186222 .
- ^ Хафферт, С.Ю.; Бон, Эй Джей; де Бур, Дж.; Снеллен, IAG; Бринчманн, Дж.; Жирар, Дж. Х.; Келлер, CU; Бэкон, Р. (1 июня 2019 г.). «Две аккрецирующие протопланеты вокруг молодой звезды PDS 70» . Природная астрономия . 3 (8): 749–754. arXiv : 1906.01486 . Бибкод : 2019NatAs...3..749H . дои : 10.1038/s41550-019-0780-5 . ISSN 2397-3366 .
- ^ Портилья-Ревело, Б.; Камп, И.; Раб, Ч.; ван Дишок, EF; Кепплер, М.; Мин, М.; Муро-Арена, Джорджия (1 февраля 2022 г.). «Самосогласованное моделирование пылевой компоненты в протопланетном и околопланетном дисках: случай PDS 70» . Астрономия и астрофизика . 658 : А89. arXiv : 2111.08648 . Бибкод : 2022A&A...658A..89P . дои : 10.1051/0004-6361/202141764 . ISSN 0004-6361 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Галерея изображений дисков околозвездной пыли ( Пол Калас ; « Обучающий сайт )»
- Видео (1:20) — Околопланетный диск, образующий Луну, на YouTube ( ESO ; июль 2021 г.)