Бета Живописца b

Бета Живописца b
Экзопланета
Экзопланета Бета Живописца b в представлении художника. На изображении виден остаточный диск вокруг звезды.
Родительская звезда
Звезда	Бета Живописца
Созвездие	Живописец
Прямое восхождение (α)	5^ч 47^м 17,1^с
Склонение (δ)	−51° 03′ 59″
Видимая звёздная величина (mV)	3,861
Расстояние	63,4 ± 0,1 св. года (19,44 ± ,05 пк)
Спектральный класс	A6V[1]
Масса (m)	1,75+0,18 −0,17[2] M☉
Радиус (r)	1,8[3] R☉
Температура (T)	8052[1] K
Металличность ([Fe/H])	0,06[1]
Возраст	0,012+0,008 −0,004[4] млрд. лет
Наблюдаемое расположение относительно звезды
Угловое расстояние (ρ)	450 тысячных секунды
Расстояние в проекции(d) на картинную плоскость	9[5] а. е.
Элементы орбиты
Большая полуось (a)	9,2 +0,4 −1,5 а. е.
Эксцентриситет (e)	0,106 ± 0,007[8]
Орбитальный период (P)	7890 ± 1000 д. (21,6 ± 2,7 л.)
Наклонение (i)	89,01 ± 0,36°
Аргумент перицентра (ω)	21,835 ± 4,099 °[8]
Физические характеристики
Масса (m)	7+4 −3[6] MJ
Радиус(r)	1,65[6] RJ
Поток излучения от звезды (E)	0,119[7] ⊕
Температура (T)	1600 K[6] K
Информация об открытии
Дата открытия	November 18, 2008
Первооткрыватель(и)	Lagrange et al.
Метод обнаружения	Метод прямого наблюдения
Место открытия	Very Large Telescope
Статус открытия	Confirmed
Медиафайлы на Викискладе
Информация в Викиданных ^.mw-parser-output .ts-comment-commentedText{border-bottom:1px dotted;cursor:help}@media(hover:none){.mw-parser-output .ts-comment-commentedText:not(.rt-commentedText){border-bottom:0;cursor:auto}}?

Бета Живописца b (также обозначается как β Pic b) — экзопланета, вращающаяся вокруг молодой звезды главной последовательности Бета Живописца находящейся приблизительно в 63 световых годах (19,4 парсек, или 5,986 214⋅10^14 км) от Земли в созвездии Живописца. На 2017 год является единственной известной планетой в системе Бета Живописца.

Материнская звезда

Планета находится на орбите звезды Бета Живописца спектрального класса A6. Масса звезды составляет 1,75 солнечных масс и радиус 1,8 солнечного. Температура на поверхности равна 8056 K, а возраст оценивается в 12 млн лет (для сравнения возраст Солнца около 4,6 млрд лет[9] при температуре поверхности 5778 K[10]). Звезда обладает слегка повышенной металличностью, её соотношение Fe/H равно 0,06 или 112 % металличности Солнца[1]. Светимость Беты Живописца в 8,7 раз больше солнечной.

Видимая звёздная величина Беты Живописца равна +3,861^m, звезду можно увидеть невооружённым глазом.

Характеристики

Бета Живописца b является супер-Юпитером, то есть экзопланетой с большими, чем у Юпитера, радиусом и массой. Температура планеты находится в районе 1600 K, вероятно из-за её пыльной атмосферы и массы (в обычных условиях она должна быть намного холоднее). Её масса 11 ± 2 масс Юпитера[11][12], и радиус около 1,65 радиуса Юпитера. Планета получает 11 % количества излучения от звезды, которое Земля получает от Солнца[7].

Орбитальное движение Бета Живописца b. Плоскость орбиты показана сбоку, планета не движется по направлению к звезде

Орбита

Бета Живописца b совершает оборот вокруг своей звезды за 21 год, на расстоянии 9,2 а.е. (приблизительно как у Сатурна, находящегося в 9,55 а.е. от Солнца) почти в плоскости остаточного диска, также имеющегося у звезды, с малым эксцентриситетом.

График отношения экваториальной скорости вращения к массе планеты для Бета Живописца b и планет Солнечной системы. (ESO/I. Snellen (Leiden University))

В 2014 году период вращения Беты Живописца b вокруг собственной оси был рассчитан по доплеровскому сдвигу линии поглощения оксида углерода в атмосфере планеты. Это делает её, по состоянию на 2015 год, первой экзопланетой, у которой был измерен период суточного вращения.

Период вращения был определён как 8,1 часов/оборот, что делает планету самой быстро вращающейся из известных[13][14][15]. Её период вращения короче, чем 10-ти часовые юпитерианские сутки.

В 2015 году, из прямых снимков Бета Живописца b, сделанных камерой Gemini Planet Imager на Обсерватории Джемини в течение 2 лет, был сделан короткий видеоролик, демонстрирующий замедленную съёмку планеты, вращающейся вокруг своей звезды[16]. Планета могла вызвать транзитное событие, наблюдавшееся в 1981 году.

История открытия

Снимок системы Бета Живописца с подписями.

Планета была открыта 18 ноября 2008 года командой под руководством А.-М. Лагранжа и Д. Эренрейха из Лаборатории Астрофизики Гренобля (LAOG), с помощью инструмента NACO телескопа VLT, расположенном в Серро Параналь, на севере Чили[17]. Планета была открыта методом прямого наблюдения, с помощью техники исключения света опорной звезды. Изображение планеты было сделано в 2003 году, но планета не была обнаружена после первой обработки данных. Повторная обработка данных в 2008 году с помощью современных инструментов обработки изображений показала наличие тусклого точечного источника, который позднее был признан планетой.

Дальнейшие исследования

Последующие наблюдения, выполненные в конце 2009 и начале 2010 годов с использованием того же инструмента, перепроверили и подтвердили обнаружение планеты, но на противоположной стороне от звезды. Эти результаты были опубликованы в журнале «Science»[18] и представляли наиболее близкую к своей звезде из наблюдавшихся напрямую планет. Наблюдения выполненные в конце 2010 и начале 2011 годов позволили учёным установить угол наклонения орбиты планеты как 88,5 градусов, практически в плоскости экватора. Местоположение планеты было определено как повёрнутое приблизительно на 3,5-4 градуса относительно главного диска системы, это показывает, что планета выровнена по деформированному внутреннему диску системы Бета Живописца[5].

Первое исследование распределения энергии по спектру планеты было опубликовано в июле 2013 года[19]. Исследование показало пики на 1,265, 1,66, 2,18, 3,80, 4,05 и 4,78 µm, означающие что планета имеет очень пыльную или облачную атмосферу. Распределение соответствует таковому у молодого бурого карлика класса L, но с пониженной гравитацией на поверхности. Эффективная температура была ограничена до 1700+100
−100 K и гравитация на поверхности до log g = 4,0 +0,5
−0,5. Второе исследование, опубликованное в сентябре 2013 года[6], и показавшее наличие нового пика на 3,1 µm совместно с переобработкой предыдущих данных было выполнено на Обсерватории Джемини. Было показано избыточное излучение планеты в среднем инфракрасном диапазоне 3,1 µm по сравнению с моделями молодых L-карликов. Модели, включающие малые пылевые частицы и толстые облака, показали наибольшее соответствие обнаруженному распределению в спектре. Эффективная температура была ограничена до 1600+50
−25 K и поверхностная гравитация до log g = 3,8 +0,02
−0,02. Это соответствует радиусу планеты в 1,65 радиуса Юпитера, и показывает что Бета Живописца b может быть моложе своей звезды (образовалась 5 млн лет назад). Ось вращения Беты Живописца, как и Солнца в Солнечной системе, оказалась почти перпендикулярна орбите её планеты и протопланетному диску, отклоняясь от них всего на 3—5 °[20].

См. также

• Список рекордных экзопланет
• ROXs 42B b

Примечания

1. Gray, R. O. et al. Contributions to the Nearby Stars (NStars) Project: Spectroscopy of Stars Earlier than M0 within 40 pc—The Southern Sample (англ.) // The Astronomical Journal : journal. — IOP Publishing, 2006. — Vol. 132, no. 1. — P. 161—170. — doi:10.1086/504637. — Bibcode: 2006AJ....132..161G. — arXiv:astro-ph/0603770.
2. Beta Pic b  (неопр.). NASA Exoplanet Archive. Дата обращения: 27 августа 2016. Архивировано 21 марта 2017 года.
3. Kervella, P. (2003). VINCI/VLTI Observations of Main Sequence Stars. In A.K. Dupree; A.O. Benz (eds.). Proceedings of the 219th symposium of the International Astronomical Union. IAUS 219: Stars as Suns: Activity, Evolution and Planets. Sydney, Australia: Astronomical Society of the Pacific. p. 80. Архивировано из оригинала 14 декабря 2019. Дата обращения: 7 сентября 2008.
4. Zuckerman, B. et al. The ? Pictoris Moving Group (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 2001. — Vol. 562, no. 1. — P. L87—L90. — doi:10.1086/337968. — Bibcode: 2001ApJ...562L..87Z.
5. Chauvin, G.; Lagrange, A.-M.; Beust, H.; Bonnefoy, M.; Boccaletti, A.; Apai, D.; Allard, F.; Ehrenreich, D.; Girard, J. H. V.; Mouillet, D.; Rouan, D. Orbital characterization of the ? Pictoris b giant planet (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — EDP Sciences, 2012. — Vol. 542. — P. A41. — ISSN 0004-6361. — doi:10.1051/0004-6361/201118346. — Bibcode: 2012A&A...542A..41C. — arXiv:1202.2655.
6. Currie, Thayne; Burrows, Adam; Madhusudhan, Nikku; Fukagawa, Misato; Girard, Julien H.; Dawson, Rebekah; Murray-Clay, Ruth; Kenyon, Scott; Kuchner, Marc; Matsumura, Soko; Jayawardhana, Ray; Chambers, John; Bromley, Ben. A Combined Very Large Telescope and Gemini Study of the Atmosphere of the Directly Imaged Planet, ? Pictoris b (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2013. — Vol. 776, no. 1. — P. 15. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1088/0004-637X/776/1/15. — Bibcode: 2013ApJ...776...15C. — arXiv:1306.0610.
7. beta Pic b (A-Cold Jovian) (англ.). Дата обращения: 4 марта 2023. Архивировано 28 августа 2016 года.
8. Feng F., Butler R. P., Vogt S. S., Clement M. S., Tinney C. G., Cui K., Aizawa M., Bailey J., Burt J., Carter B. D. et al. 3-D selection of 167 sub-stellar companions to nearby stars (англ.) // The Astrophysical Journal: Supplement Series — AAS, 2022. — Vol. 262, Iss. 1. — 27 p. — ISSN 0067-0049; 1538-4365 — doi:10.3847/1538-4365/AC7E57 — arXiv:2208.12720
9. Fraser Cain. How Old is the Sun?  (неопр.) Universe Today (16 сентября 2008). Дата обращения: 19 февраля 2011. Архивировано 9 августа 2012 года.
10. Fraser Cain. Temperature of the Sun  (неопр.). Universe Today (15 сентября 2008). Дата обращения: 19 февраля 2011. Архивировано 3 марта 2011 года.
11. The mass of the young planet Beta Pictoris b through the astrometric motion of its host star Архивная копия от 31 мая 2019 на Wayback Machine, 20 August 2018
12. Экзопланета из созвездия Живописца весит как одиннадцать Юпитеров  (неопр.). Дата обращения: 2 сентября 2018. Архивировано 2 сентября 2018 года.
13. Length of Exoplanet Day Measured for First Time / VLT measures the spin of Beta Pictoris b  (неопр.) (30 апреля 2014). Дата обращения: 2 декабря 2019. Архивировано 14 июня 2018 года.
14. Cowen, R. First exoplanet seen spinning (англ.) // Nature. — 2014. — 30 April. — doi:10.1038/nature.2014.15132.
15. Snellen, I. A. G.; Brandl, B. R.; De Kok, R. J.; Brogi, M.; Birkby, J.; Schwarz, H. Fast spin of the young extrasolar planet ??Pictoris?b (англ.) // Nature : journal. — 2014. — Vol. 509, no. 7498. — P. 63—65. — doi:10.1038/nature13253. — Bibcode: 2014Natur.509...63S. — arXiv:1404.7506. — PMID 24784216.
16. Now, Astronomy. Watching an exoplanet in motion around a distant star | Astronomy Now  (неопр.). Дата обращения: 29 сентября 2015. Архивировано 3 октября 2015 года.
17. Lagrange, A.-M.; Gratadour, D.; Chauvin, G.; Fusco, T.; Ehrenreich, D.; Mouillet, D.; Rousset, G.; Rouan, D.; Allard, F.; Gendron, E.; Charton, J.; Mugnier, L.; Rabou, P.; Montri, J.; Lacombe, F. A probable giant planet imaged in the ? Pictoris disk (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — EDP Sciences, 2009. — Vol. 493, no. 2. — P. L21—L25. — ISSN 0004-6361. — doi:10.1051/0004-6361:200811325. — Bibcode: 2009A&A...493L..21L. — arXiv:0811.3583.
18. Lagrange, A.- M.; Bonnefoy, M.; Chauvin, G.; Apai, D.; Ehrenreich, D.; Boccaletti, A.; Gratadour, D.; Rouan, D.; Mouillet, D.; Lacour, S.; Kasper, M. A Giant Planet Imaged in the Disk of the Young Star Pictoris (англ.) // Science : journal. — 2010. — Vol. 329, no. 5987. — P. 57—59. — ISSN 0036-8075. — doi:10.1126/science.1187187. — Bibcode: 2010Sci...329...57L. — arXiv:1006.3314. — PMID 20538914.
19. Bonnefoy, M.; Boccaletti, A.; Lagrange, A.-M.; Allard, F.; Mordasini, C.; Beust, H.; Chauvin, G.; Girard, J. H. V.; Homeier, D.; Apai, D.; Lacour, S.; Rouan, D. The near-infrared spectral energy distribution of?Pictoris b (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — EDP Sciences, 2013. — Vol. 555. — P. A107. — ISSN 0004-6361. — doi:10.1051/0004-6361/201220838. — Bibcode: 2013A&A...555A.107B. — arXiv:1302.1160.
20. Spin–Orbit Alignment of the β Pictoris Planetary System Архивная копия от 3 июля 2020 на Wayback Machine, 2020