Фомальгаут б
![]() | Части этой статьи (те, которые связаны с разницей между моделями планетарного и облачного мусора, а также с тем, почему последний анализ не помещает этот объект на связанную орбиту вокруг Фомальгаута) необходимо обновить . ( март 2022 г. ) |
![]() Фомальгаут b, наблюдение с 2004 по 2014 год. Раньше считалось, что это экзопланета, теперь известно, что это расширяющееся пылевое облако. | |
Открытие | |
---|---|
Обнаружено | Калас и др. [ 1 ] |
Сайт открытия | Космический телескоп Хаббл |
Дата открытия | 13 ноября 2008 г. |
Прямая визуализация | |
Орбитальные характеристики | |
Звезда | Фомальгаут |
Фомальгаут b , формально названный Дагоном ( / ˈ d eɪ ɡ ən / ), [ 2 ] — бывшая планета-кандидат, наблюдаемая вблизи звезды главной последовательности А-типа Фомальгаут , примерно в 25 световых годах от нас в созвездии Рыб Австрийских . Об открытии объекта было первоначально объявлено в 2008 году и подтверждено в 2012 году с помощью изображений, полученных с помощью усовершенствованной камеры для исследований (ACS) на космическом телескопе Хаббл . Согласно рабочей гипотезе, что объект был планетой, об этом сообщалось в январе 2013 года. [ 3 ] [ 4 ] что у него была высокоэллиптическая орбита с периодом 1700 земных лет. [ 5 ] Объект был одним из тех, которые были выбраны Международным астрономическим союзом в рамках NameExoWorlds , их публичного процесса присвоения собственных имен экзопланетам. [ 6 ] [ 7 ] Процесс включал публичное выдвижение кандидатуры и голосование за новое название. [ 8 ] В декабре 2015 года IAU объявил, что победителем стал Дагон. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
Планетарная гипотеза с тех пор вышла из моды; Более собранные данные показали, что облако пыли или обломков гораздо более вероятно, и объект был помещен на траекторию эвакуации. [ 12 ] В 2023 году группа исследователей использовала Джеймса Уэбба космического телескопа MIRI для исследования сложной пылевой среды вокруг Фомальгаута. Они обнаружили новый промежуточный пылевой пояс, который, возможно, управляется невидимой планетой, и предположили, что сгусток Фомальгаут b мог возникнуть из этого пояса. В недавнем исследовании системы Фомальгаут использовалась , JWST камера NIRCam оснащенная коронографами, для исследования сложного пылевого кольца в различных длинах волн инфракрасного света. Отсутствие обнаружения в определенных длинах волн подтверждает идею о том, что Фомальгаут b — это не массивная планета, а скорее облако пыли, образовавшееся в результате столкновения планетезималей. [ 13 ] [ 14 ]
История наблюдений
[ редактировать ]Первоначальное открытие Хаббла
[ редактировать ]
Существование массивной планеты, вращающейся вокруг Фомальгаута, было впервые сделано на основе наблюдений Хаббла, опубликованных в 2005 году, которые позволили определить структуру массивного холодного диска обломков Фомальгаута (или пылевого пояса/кольца). [ 15 ] Пояс не центрирован на звезде и имеет более резкую внутреннюю границу, чем обычно можно было бы ожидать. [ 16 ] Первоначальная теория заключалась в том, что массивная планета на широкой орбите, но расположенная внутри этого кольца обломков, может очистить родительские тела и пыль в окрестностях, в результате чего кольцо будет иметь острый внутренний край и будет казаться смещенным от звезды. [ 17 ]
В мае 2008 года Пол Калас , Джеймс Грэм и их коллеги идентифицировали Фомальгаут b по изображениям Хаббла/ACS, сделанным в 2004 и 2006 годах в видимых длинах волн (т.е. 0,6 и 0,8 мкм). НАСА опубликовало составную фотографию открытия 13 ноября 2008 г., что совпало с публикацией открытия Каласа и др. в науке . [ 1 ] [ 18 ]
Калас заметил: «Это глубокий и ошеломляющий опыт — увидеть планету, которую никогда раньше не видели. В конце мая у меня чуть не случился сердечный приступ, когда я подтвердил, что Фомальгаут b вращается вокруг своей родительской звезды». [ 18 ] На изображении яркая внешняя овальная полоса — это пылевое кольцо, а детали внутри этой полосы представляют собой шум рассеянного звездного света. [ 19 ]
Ранние последующие наблюдения и сомнения
[ редактировать ]В документе об открытии [ 1 ] Калас и его коллеги предположили, что излучение Фомальгаута b происходит из двух источников: от околопланетной пыли, рассеивающей звездный свет, и от теплового излучения планеты. Здесь первое объясняет большую часть яркости 0,6 мкм, а тепловое излучение планеты способствует большей части яркости 0,8 мкм. Их необнаружение с помощью наземных инфракрасных данных позволило предположить, что Фомальгаут b не мог бы быть более массивным, чем примерно в три раза больше массы Юпитера, если бы он был планетой.
Однако Фомальгаут b должен быть обнаружен в инфракрасных данных космического базирования, если его масса в 1–3 раза превышает массу Юпитера и это планета. Напротив, наблюдения с помощью инфракрасно-чувствительного космического телескопа «Спитцер» не смогли обнаружить Фомальгаут b, а это означает, что Фомальгаут b имеет меньшую массу, чем Юпитер, если это планета. [ 20 ] Более того, хотя Фомальгаут b считался правдоподобным объяснением эксцентричного кольца обломков Фомальгаута, измерения в Kalas et al. В документе намекнули, что он двигался слишком быстро (т.е. не выровнен по апсиде), чтобы это объяснение могло сработать. Наконец, исследователи, анализирующие данные ALMA по кольцу обломков Фомальгаута за сентябрь – октябрь 2011 года, предложили альтернативную гипотезу: что кольцо могло быть сформировано гораздо меньшими планетами-пастухами, ни одна из которых не обязательно должна была быть Фомальгаутом b. [ 21 ] [ 22 ] Эти результаты вызвали скептицизм относительно статуса Фомальгаута b как внесолнечной планеты. [ 23 ] [ 24 ]
Восстановление и независимое подтверждение Хаббла
[ редактировать ]24 октября 2012 года группа под руководством Тейна Карри из Университета Торонто объявила о первом независимом обнаружении Фомальгаута b и возобновила утверждение о том, что Фомальгаут b был планетой. [ 25 ] Они повторно проанализировали исходные данные Хаббла, используя новые, более мощные алгоритмы отделения света планеты от света звезд, и подтвердили, что Фомальгаут b действительно существует. Они также обеспечили новое обнаружение Фомальгаута b при длине волны 0,4 мкм. Они смоделировали верхние пределы оптического обнаружения и инфракрасного излучения для Фомальгаута b, показав, что излучение Фомальгаута b можно полностью объяснить звездным светом, рассеянным небольшой пылью, и утверждая, что эта пыль окружает невидимый объект планетарной массы. Таким образом, они считают, что Фомальгаут b вполне вероятно является «планетой, идентифицированной по прямым изображениям», даже если Фомальгаут b, строго говоря, не является планетой, полученной прямым изображением, поскольку свет не исходит из планетарной атмосферы. [ 25 ]
Вторая статья, обнародованная днем позже и возглавляемая Рафаэлем Галичером и Кристианом Маруа из Института астрофизики Герцберга, также независимо обнаружила Фомальгаут b и подтвердила новое обнаружение 0,4 мкм, утверждая, что спектральное распределение энергии (SED) Фомальгаута b не может быть объяснено как из-за прямого или рассеянного излучения массивной планеты. Они рассмотрели две модели для объяснения SED: (1) большой околопланетный диск вокруг массивной, но невидимой планеты и (2) последствия столкновения в течение последних 100 лет двух объектов пояса Койпера с радиусами около 50 км. [ 26 ]
Последующие данные Хаббла, полученные STIS, и его сотрудниками в 2010 и 2012 годах с помощью инструмента Полом Каласом снова обнаружили Фомальгаут b. [ 5 ] Однако анализ астрометрии Фомальгаута b показал, что объект имеет высокий эксцентриситет (e = 0,8), его орбита (проецируемая на небо) пересекает плоскость кольца обломков Фомальгаута, и поэтому маловероятно, что он является объектом, моделирующим кольцо обломков. острый внутренний край. Высокий эксцентриситет Фомальгаута b может свидетельствовать о значительном динамическом взаимодействии с до сих пор невидимой планетой на меньшем орбитальном расстоянии.
Возрождение утверждения о том, что Фомальгаут b был (возможно) планетой после того, как его не приняли во внимание, заставило некоторых прозвать этот объект «планетой-зомби». [ 27 ] хотя это нетехнический термин, используемый в прессе и не встречающийся ни в одной рецензируемой рукописи.
Подтверждение в виде облака обломков
[ редактировать ]Анализ дополнительных данных STIS , полученных в 2013 и 2014 годах и опубликованных в 2020 году, показал, что Фомальгаут b тускнеет и увеличивается в размерах, и это поведение подтверждает интерпретацию Фомальгаута b как облака обломков, образовавшегося в результате столкновения двух объектов размером с астероид на поверхности планеты. траектория побега, а не планета. [ 12 ] [ 28 ] 7 мая 2020 года Архив экзопланет НАСА официально исключил Фомальгаут b из своего списка кандидатов на экзопланеты (подтвержденных или нет). [ 29 ]
Наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба в 2023 году не обнаружили Фомальгаут b в инфракрасном диапазоне, подтвердив его природу как пылевого облака, а не планеты. [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
Физические характеристики
[ редактировать ]Предполагалось, что Формальгаут b представляет собой газообразную планету типа Юпитера. [ 33 ] [ 34 ] существование планеты было опровергнуто и подтверждено как пылевое облако. [ 12 ] [ 28 ]
Другие предполагаемые планеты
[ редактировать ]На основании (ныне опровергнутого) предположения о том, что Фомальгаут b был газообразной планетой, было постулировано существование дополнительных планет ближе к звезде. Фомальгаут b будет вращаться вокруг своей родительской звезды на большом расстоянии друг от друга, где образование массивных планет затруднено. Чтобы объяснить свое нынешнее местоположение, Фомальгаут b должен был быть динамически рассеян более массивным невидимым телом, расположенным на меньшем расстоянии друг от друга. Несколько наземных наблюдателей пытались найти этот гипотетический Фомальгаут «с», но так и не нашли его. В очень маленьких масштабах, подобных Солнечной системе, любые дополнительные спутники должны иметь массу менее чем в тринадцать раз больше массы Юпитера. [ 35 ] В несколько более крупных масштабах, сравнимых с расположением планет вокруг HR 8799 , любые дополнительные планеты Фомальгаута должны иметь массы ниже примерно от 2 до 7 масс Юпитера. [ 36 ] Газообразная планета на орбите, подобной Фомальгауту b, могла бы образоваться на месте, если бы она объединилась из небольших объектов размером с гальку, которые быстро сформировались в протопланетное ядро, которое, в свою очередь, образовало газовую оболочку. [ 37 ]
В последних наблюдениях с использованием NIRCam и NIRSpec исследователи определили 10 источников внутри пылевых колец системы Фомальгаут. Эти наблюдения JWST не подтверждают и не опровергают существование «нового» Фомальгаута b, S7. Предстоящая последующая программа второго цикла направлена на то, чтобы определить, является ли S7 фоновой галактикой, коричневым карликом или планетой с массой Юпитера. Ожидается, что более длительные наблюдения повысят мощность сигнала и снизят шум, что потенциально позволит обнаруживать более мелкие объекты. Эти усилия направлены на то, чтобы скорректировать предел обнаружения примерно с 0,6 массы Юпитера до примерно 0,3–0,4 массы Юпитера. Последующие наблюдения JWST направлены на то, чтобы подтвердить или опровергнуть существование S7. Кроме того, программа Cycle 2 может прояснить связь S7 с Фомальгаутом и идентифицировать дополнительные планеты, на которые намекает сложная структура диска, обнаруженная в результатах MIRI, как обрисовано авторами. [ 14 ]
Галерея
[ редактировать ]-
Фомальгаут b, наблюдения с 2004 по 2006 год (изображение открытия)
-
Фомальгаут b, наблюдения с 2004 по 2012 год. [ 3 ]
-
Художественное изображение Фомальгаута b как планеты, вращающейся вокруг своей родительской звезды, модель, которая сейчас опровергнута.
-
Визуализация Фомальгаута и Фомальгаута б (впечатление художника)
См. также
[ редактировать ]- Прямые изображения внесолнечных планет
- Списки экзопланет
- Список звездных систем в пределах 25–30 световых лет
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Калас, Пол ; и др. (13 ноября 2008 г.). «Оптические изображения экзосолнечной планеты в 25 световых годах от Земли». Наука . 322 (5906): 1345–8. arXiv : 0811.1994 . Бибкод : 2008Sci...322.1345K . дои : 10.1126/science.1166609 . ПМИД 19008414 . S2CID 10054103 .
- ^ «Дагон» . Оксфордский словарь английского языка (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета . (Требуется подписка или членство участвующей организации .)
- ^ Jump up to: а б Харрингтон, JD; Виллар, Рэй (8 января 2013 г.). «Хаббл НАСА обнаружил необычную планетарную орбиту Фомальгаута Б» . НАСА . Получено 9 , января
- ^ Виллард, Рэй; Калас, Пол (8 января 2013 г.). «Хаббл обнаружил необычную планетарную орбиту Фомальгаута b (номер пресс-релиза: STScI-2013-01)» . Сайт Хаббла . Проверено 28 января 2013 г.
- ^ Jump up to: а б Калас, Пол; Грэм, Джеймс Р.; Фицджеральд, Майкл П.; Клэмпин, Марк (2013). «Коронографическое изображение STIS Фомальгаута: структура главного пояса и орбита Фомальгаута b». Астрофизический журнал . 775 (1): идентификатор статьи. 56. arXiv : 1305.2222 . Бибкод : 2013ApJ...775...56K . дои : 10.1088/0004-637X/775/1/56 . S2CID 62877509 .
- ^ NameExoWorlds: Всемирный конкурс IAU по названию экзопланет и их звезд-хозяев . IAU.org. 9 июля 2014 г.
- ^ NameExoWorlds. Архивировано 25 июня 2018 г. в Wayback Machine .
- ^ NameExoWorlds. Архивировано 15 августа 2015 г. в Wayback Machine .
- ^ Опубликованы окончательные результаты публичного голосования NameExoWorlds , Международный астрономический союз, 15 декабря 2015 г.
- ^ «Планетарий ЮКГУ назвал экзопланету» . Сент-Клауд Таймс . Проверено 29 декабря 2015 г.
- ^ «NameExoWorlds Утвержденные имена» . Архивировано из оригинала 01 февраля 2018 г. Проверено 10 сентября 2016 г.
- ^ Jump up to: а б с Гаспар, Андраш; Рике, Джордж Х. (20 апреля 2020 г.). «Новые данные HST и моделирование показывают массивное столкновение планетезималей вокруг Фомальгаута» . ПНАС . 117 (18): 9712–9722. arXiv : 2004.08736 . Бибкод : 2020PNAS..117.9712G . дои : 10.1073/pnas.1912506117 . ПМК 7211925 . ПМИД 32312810 .
- ^ Югуф, Мари; Бейхман, Чарльз; Ллоп-Сайсон, Хорхе; Брайден, Джеффри; Лейзенринг, Джаррон; Гаспар, Андрас; Крист, Джон; Рике, Марсия; Рике, Джордж (2024). «Поиск планет, вращающихся вокруг Фомальгаута, с помощью JWST/NIRCam» . Астрономический журнал . 167 (1): 26. arXiv : 2310.15028 . Бибкод : 2024AJ....167...26Y . дои : 10.3847/1538-3881/ad08c8 .
- ^ Jump up to: а б Гоф, Эван; Сегодня Вселенная. «JWST ищет планеты в системе Фомальгаут» . физ.орг . Проверено 18 марта 2024 г.
- ^ Калас, Пол; Грэм, Джеймс Р.; Клэмпин, Марк (2005). «Планетарная система как начало структуры пылевого пояса Фомальгаута». Природа . 435 (7045): 1067–1070. arXiv : astro-ph/0506574 . Бибкод : 2005Natur.435.1067K . дои : 10.1038/nature03601 . ПМИД 15973402 . S2CID 4406070 .
- ^ Александр, Амир (14 ноября 2008 г.). «Ученые увидели далекие планеты» . Планетарное общество . Архивировано из оригинала 25 декабря 2008 г. Проверено 14 ноября 2008 г.
- ^ Куиллен, Элис К. (2006). «Прогнозы для планеты внутри эксцентрического кольца Фомальгаута» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 372 (1): Л14–Л18. arXiv : astro-ph/0605372 . Бибкод : 2006MNRAS.372L..14Q . дои : 10.1111/j.1745-3933.2006.00216.x . S2CID 14197083 .
- ^ Jump up to: а б Льюис Смит (13 ноября 2008 г.). «Первые снимки планеты за пределами Солнечной системы: Фомальгаут b» . Таймс . Лондон . Проверено 14 ноября 2008 г.
- ^ Немиров Р.; Боннелл, Дж., ред. (14 ноября 2008 г.). «Фомальгаут Б» . Астрономическая картина дня . НАСА . Проверено 14 ноября 2008 г.
- ^ Янсон, Маркус (2012). «Инфракрасное необнаружение Фомальгаута b - последствия для интерпретации планеты». Астрофизический журнал . 747 (2): 116. arXiv : 1201.4388 . Бибкод : 2012ApJ...747..116J . дои : 10.1088/0004-637x/747/2/116 . S2CID 119256885 .
- ^ Боли, Аарон (2012). «Ограничение планетарной системы Фомальгаута с помощью наблюдений ALMA с высоким разрешением». Астрофизический журнал . 750 (1): Л21. arXiv : 1204.0007 . Бибкод : 2012ApJ...750L..21B . дои : 10.1088/2041-8205/750/1/L21 . S2CID 73622306 .
- ^ «ALMA раскрывает работу близлежащей планетной системы» . 12 апреля 2012 года . Проверено 18 апреля 2012 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Лиза Гроссман (21 сентября 2011 г.). «Новые сомнения по поводу «ребенка с плаката» экзопланет» . Новый учёный . Рид Бизнес Информация Лтд . Проверено 7 декабря 2013 г.
- ^ Юдхиджит Бхаттачарджи (3 февраля 2012 г.). «Знаменитая экзопланета исчезает в облаке пыли, а может и нет». Наука . 335 (6068): 515. Бибкод : 2012Sci...335..515B . дои : 10.1126/science.335.6068.515 . ПМИД 22301290 .
- ^ Jump up to: а б Тейн Карри; и др. (2012). «Подтверждение прямой визуализацией и характеристика покрытой пылью экзопланеты-кандидата, вращающейся вокруг Фомальгаута». Письма астрофизического журнала . 760 (2): Л32. arXiv : 1210.6620 . Бибкод : 2012ApJ...760L..32C . дои : 10.1088/2041-8205/760/2/L32 . S2CID 118370030 .
- ^ Рафаэль Галичер; Кристиан Маруа; Б. Цукерман; Брюс Макинтош (2013). «Фомальгаут b: Независимый анализ данных публичного архива космического телескопа Хаббл». Астрофизический журнал . 769 (1): 42. arXiv : 1210,6745 . Бибкод : 2013ApJ...769...42G . дои : 10.1088/0004-637X/769/1/42 . S2CID 59248048 .
- ^ «Новое исследование возвращает сомнительную экзопланету «воскресшей из мертвых» » . НАСА . 25 октября 2012 года . Проверено 25 октября 2012 г.
- ^ Jump up to: а б «Экзопланета, по-видимому, исчезает в последних наблюдениях Хаббла» . сайт хабблсайт.org . СНТЦИ . 20 апреля 2020 г. Проверено 8 мая 2023 г.
- ^ «Новости архива экзопланет 2020» . exoplanetarchive.ipac.caltech.edu . Проверено 9 августа 2021 г.
- ^ «Уэбб ищет пояс астероидов Фомальгаута и находит гораздо больше» . webbtelescope.org . СНТЦИ . 8 мая 2023 г. Проверено 8 мая 2023 г.
- ^ Гаспар, Андраш; Вольф, Шайлер Грейс; и др. (8 мая 2023 г.). «Визуализация внутреннего диска Фомальгаута с пространственным разрешением с использованием JWST/MIRI» . Природная астрономия . 7 (7): 790–798. arXiv : 2305.03789 . Бибкод : 2023НатАс...7..790Г . дои : 10.1038/s41550-023-01962-6 . S2CID 258558003 . Проверено 8 мая 2023 г.
- ^ Югуф, Мари; Бейхман, Чарльз; и др. (октябрь 2023 г.). «Поиск планет, вращающихся вокруг Фомальгаута, с помощью JWST/NIRCam» . Астрономический журнал . 167 (1): 26. arXiv : 2310.15028 . Бибкод : 2024AJ....167...26Y . дои : 10.3847/1538-3881/ad08c8 .
- ^ Кеннеди, Грант (2011). «Столкновительная эволюция нерегулярных групп спутников: обнаруживаемая пыль вокруг Солнечной системы и внесолнечных планет» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 412 (4): 2137–мм. arXiv : 1011.4858 . Бибкод : 2011MNRAS.412.2137K . дои : 10.1111/j.1365-2966.2010.18041.x . S2CID 55001993 .
- ^ Сет Боренштейн (14 ноября 2008 г.). «Изображения четырех планет за пределами Солнечной системы» . Ассошиэйтед Пресс через Сиэтл Таймс . Проверено 5 июля 2010 г.
- ^ Мэтью А. Кенворти и Тиффани Мешкат (2012). «Коронографические наблюдения Фомальгаута в масштабах Солнечной системы». Астрофизический журнал . 764 (1): 7. arXiv : 1212.1459 . Бибкод : 2013ApJ...764....7K . дои : 10.1088/0004-637X/764/1/7 . S2CID 54214491 .
- ^ Тейн Карри; и др. (2013). «Поиск Deep Keck/NIRC2 теплового излучения от планет-спутников, вращающихся вокруг Фомальгаута». Письма астрофизического журнала . 777 (1): Л6. arXiv : 1309.0813 . Бибкод : 2013ApJ...777L...6C . дои : 10.1088/2041-8205/777/1/L6 . S2CID 119200323 .
- ^ Ламбрехтс М. и Йохансен А. (2012). «Быстрый рост ядер газовых гигантов за счет нарастания гальки». Астрономия и астрофизика . 544 (А32): 13е. arXiv : 1205.3030 . Бибкод : 2012A&A...544A..32L . дои : 10.1051/0004-6361/201219127 . S2CID 53961588 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Hubblecast 22: Хаббл напрямую наблюдает за планетой, вращающейся вокруг Фомальгаута
- Препринт документа о восстановлении/подтверждении
- Препринт исследовательской статьи
- Препринт прогнозной бумаги
- Хаббл НАСА обнаружил необычную планетарную орбиту Фомальгаута b