Kapitán b

Kaptein b je exoplaneta [4] ( teplá super-Země , i když není vyloučena varianta Neptun nebo plynný trpaslík [5] ) poblíž hvězdy Kaptein , subtrpaslík , vzdálený od Země ve vzdálenosti asi 13 světelných let (3,91 parseků ) ve směru souhvězdí Malíř [6] . Spolu s Kapteyn c , jedna ze dvou možných exoplanet v systému. Od roku 2014 byla nejstarší mezi potenciálně obyvatelnými exoplanetami objevenými v té době [7] . Stáří se odhaduje na 11,5 miliardy let, což činí exoplanetu pouze o 2 miliardy let mladší než vesmír.

Objev planetární soustavy

Mateřská hvězda byla objevena již v 19. století holandským astronomem Jacobusem Corneliusem Kapteynem . Hvězda má zdánlivou velikost m V 8,853, což umožňuje její pozorování i amatérským dalekohledem s malou aperturou .

Kapteynova hvězda je prastarý subtrpaslík sdM1 s velmi nízkým množstvím těžkých prvků. Je jich asi 7,8krát méně než na Slunci . V roce 2003 byl poloměr Kapteynovy hvězdy přímo změřen interferometrem a činil 0,291 ± 0,025 slunečních poloměrů. Hmotnost hvězdy se odhaduje na 0,281 ± 0,014 hmotnosti Slunce, stáří přesahuje 8 miliard let.

Kapteynova hvězda je nejbližší hvězdou ke Slunci v halu Galaxie , nyní náhodně prolétne galaktickým diskem , ale poté jej opustí. Pohybuje se vzhledem ke Slunci velmi vysokou prostorovou rychlostí, dosahuje 318 km/s, na jedné straně se od nás vzdaluje rychlostí 245,2 ± 0,1 km/s a na druhé straně se pohybuje přes čáru zaměřovač při rychlosti 202,3 km /S. To vede k velmi rychlému správnému pohybu – 8,67 obloukových sekund za rok. Jen Barnardova hvězda se po nebeské sféře pohybuje ještě rychleji [7] .

K hledání exoplanet v systému této hvězdy použili astronomové spektrometr HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) patřící Evropské jižní observatoři [7] , a také  HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer) na Keck Observatory na Havaji .  a  PFS (Planet Finder Spectrograph ) na dalekohledu Magellan II v Chile [8] . Celkem bylo provedeno 104 měření radiální rychlosti hvězdy. Z toho 66 na HARPS, 30 na HIRES a 8 na PFS. V grafu vlevo znázorňují červené kruhy měření radiální rychlosti hvězdy získané pomocí HARPS, šedé kosočtverce ukazují měření pomocí HIRES a modré čtverce s PFS. Poměrně vysoké chyby jednotlivých měření získaných pomocí HIRES jsou vysvětleny skutečností, že na Havaji, kde se nachází Keck Observatory a HIRES spektrograf, Kapteynova hvězda nikdy nevystoupí nad obzor nad 26°.

Měřením nepatrných periodických změn v pohybu hvězdy a aplikací Dopplerovy metody k dešifrování dat , ve kterých se světelné spektrum hvězdy mění v závislosti na její rychlosti, astronomové dospěli k závěru, že získaná data ukazující mírný přebytek v proměnlivost svítivosti hvězdy naznačuje, že hvězdný systém Kaptein má exoplanety s velmi krátkými oběžnými dobami . Některé charakteristiky exoplanet byly také vylepšeny , jako je hmotnost a excentricita .

Vznik planetární soustavy

V tiskové zprávě publikované v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society autoři studie upozorňují na neobvyklou historii vzniku hvězdného systému Kapteyn . Vznikla v trpasličí galaxii Omega Centauri , která byla pohlcena naší galaxií Mléčná dráha v raných fázích její existence [5] . V důsledku toho byla Kapteynova hvězda a její planety vrženy na eliptickou dráhu v galaktickém halo, oblasti obklopující disk Mléčné dráhy. S největší pravděpodobností pozůstatky trpasličí galaxie , která je nyní od nás vzdálená 18 300 světelných let , obsahují stovky tisíc Old Stars Painter podobných VZ. Skutečnost, že planetární systém přežil všechny tyto události, je překvapující. Vědci se domnívají, že objev masivních planet-super-Zem kolem halo hvězd obsahuje důležité informace o procesech formování planet v počáteční fázi vzniku Mléčné dráhy [9] .

Planetární charakteristiky

Třída exoplanet (pClass: charakterizuje obyvatelné / potenciálně obyvatelné planety v závislosti na jejich teplotní zóně a hmotnosti) - teplá super-Země , je však možné, že planetou je Neptun nebo plynný trpaslík (s malým sklonem oběžné dráhy k čáře zraku, protože v tomto případě může být skutečná hmotnost této planety mnohem vyšší než minimální) v obyvatelné zóně její hvězdy [5] . Třída biotopů (hClass: charakterizuje obyvatelné/potenciálně obyvatelné planety v závislosti na teplotě povrchu) — psychroplaneta (třída P, studená planeta) [10] . Nehledě na to, že exoplaneta obíhá kolem mateřské hvězdy ve vzdálenosti 0,168 AU . e. , což je téměř polovina perihélia Merkuru, povrchová teplota je nižší než teplota zemského povrchu . Podle některých odhadů se teplota pohybuje od -50 °C na noční straně do +10 °C na denní straně. To je primárně způsobeno tím, že Kapteynova hvězda je červený subtrpaslík . Vyzařuje 250krát méně světla než naše Slunce. Je ale možné, že exoplaneta může mít hustou atmosféru , ve které se kvůli rozdílu teplot na denní a noční straně mohou objevit silné větry, které budou foukat z osvětlené strany a rovnoměrně rozdělí teplo, jako atmosféra Venuše [ 5] . Dostatečně hustá atmosféra by zabránila poklesu teploty noční atmosféry pod rosný bod a poklesu atmosférického tlaku, což by následně mohlo vést k přesunu vzduchových hmot na noční stranu planety, což by vedlo k zamrznutí planety. celou atmosféru noci. Rok na Kapteynu b trvá 48 pozemských dní , během této doby planeta provede úplnou revoluci kolem své hvězdy. Exoplaneta může být v přílivovém prostoru své hvězdy, v takovém případě bude vždy otočena na jednu stranu směrem k ní. Dosud je sklon osy rotace Kapteinu b málo známý, takže je možné, že lze pozorovat librace v zeměpisné šířce . V tomto případě planeta nebude mít jasnou terminační linii .

Srovnání hlavních charakteristik Kapteynu b s planetami pozemské skupiny

Možnost života na planetě

Index ESI (Earth Similarity Index) je 0,67, podle tohoto ukazatele se planeta blíží KOI-4005,01 a Kepler-62 f . Mnoho astrobiologů naznačuje, že exoplaneta může být obyvatelná a přispívá k tomu její stáří 11,5 miliardy let, díky čemuž je Kapteyn b pouze o 2 miliardy let mladší než náš vesmír a je nejstarší známou potenciálně obyvatelnou exoplanetou [5] . Právě stáří exoplanety výrazně zvyšuje šanci na její obyvatelnost, protože vznik života je poměrně složitý proces, což znamená, že od vzniku planety uplynulo 11,5 miliardy let, by mělo být docela dost na vznik, pokud ne složité formy života, pak alespoň mikroby . K dnešnímu dni jsou vědě známé i starší exoplanety. Například starší než Kapteyn b je pulsarová planeta Metuzalém v binárním systému PSR B1620−26. Astronomové odhadují jeho stáří na 12,7 miliardy let, ale orbitální charakteristiky minimalizují možnost vzniku a schopnost podporovat život na planetě. [jedenáct]

Další průzkum planety

V současnosti je astronomům známo jen několik vlastností starověkých exoplanet – hmotnost, oběžná doba a vzdálenost k našemu planetárnímu systému. V budoucnu vědci plánují studovat složení atmosfér planet hvězdného systému Kapteyn pomocí moderních přístrojů. Podle Richarda Nelsona, jednoho z členů výzkumné skupiny, může nadějná orbitální astronomická observatoř PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) významně přispět ke studiu planety . Na základě výsledků její práce bude zjištěno, zda se na povrchu Kapteyn b nachází kapalná voda .

Pochybnosti o existenci planety

Od jejího objevu byla existence exoplanety zpochybňována některými členy vědecké komunity [12] .

Kapitán b, jako artefakt hvězdné aktivity

Na jaře 2015 došel tým výzkumníků pod vedením Paula Robertsona z Centra pro astrobiologii na Pensylvánské univerzitě k závěru, že exoplaneta ve skutečnosti neexistuje. Když Robertson a jeho tým analyzovali data HARPS z Kapteyn b, byli schopni určit rychlost rotace hvězdy. Vědci zjistili, že oběžná doba údajné planety byla podezřele násobkem periody osové rotace hvězdy. Doba oběhu navrhované planety byla 48 dní, což je asi jedna třetina doby rotace hvězdy, což je 143 dní. To odpovídá vzorkování hvězdných skvrn v nepravidelných intervalech. Autoři dospěli k závěru, že to, co bylo považováno za exoplanetu, je ve skutečnosti artefaktem hvězdné aktivity [13] [14] .

Vyvrácení

30. června 2015 publikoval hlavní autor studie, Guillem Anglada-Escude, článek, v němž uvádí, že reanalýza dat pomocí globálních optimalizačních metod a srovnání modelů jasně ukazuje, že tvrzení o existenci druhé super-Země v obyvatelná zóna jsou neopodstatněné vzhledem k tomu, že volba období rotace 143 dnů je neopodstatněná a přítomnost lineárních korelací není podložena údaji. Objevitel došel k závěru, že pozorovanou změnu radiálních rychlostí u Kapteynovy hvězdy lze vysvětlit pouze přítomností dvou superzemských planet. Vědec také obhajoval použití globálních optimalizačních postupů a použití objektivních argumentů, spíše než tvrzení, která nemají minimální statistickou podporu [15] .

Planet Kapteyn b v beletrii, filmech a hrách

Povídka „ Smutný Kapteyn“ v žánru sci-fi , kterou napsal anglicky psaný spisovatel sci-fi Alastair Reynolds , je celá věnována exoplanetě. Hlavním účelem práce je podpořit a ilustrovat klíčové prvky zprávy o objevu exoplanet . Příběh popisuje přílet mezihvězdného průzkumného robota do systému VZ . Robot začíná prozkoumávat exoplanetu b a zjišťuje, že ji kdysi obývala civilizace mnohem lepší než ta pozemská, pokud jde o vývoj. Města pokrývají téměř celou plochu exoplanety, jsou patrné stopy vesmírných výtahů , které sahaly až téměř na oběžnou dráhu exoměsíce . Robot si všimne, že exoplaneta je poseta impaktními krátery o velikosti pozemských kontinentů . Neexistuje žádná atmosféra . Pravděpodobně došlo ke katastrofě planetárního rozsahu a obyvatelé byli nuceni systém opustit [16] .

Viz také

• Seznam exoplanet objevených v roce 2014
• Seznam exoplanet objevených Dopplerem
• Životaschopnost systému červeného trpaslíka
• Životaschopnost planety
• Seznam potenciálně obyvatelných exoplanet
• Astrobiologie

Poznámky

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. Dvě planety kolem Kapteynova hvězda : studená a mírná super-Země obíhající kolem nejbližšího halo červeného trpaslíka // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters - Oxford University Press , 2014. - V. 443, no. 1. - S. L89-L93. — ISSN 1745-3925 ; 1745-3933 – doi:10.1093/MNRASL/SLU076 – arXiv:1406.0818
2. ↑ 1 2 Encyklopedie extrasolárních planet  (anglicky) - 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. Frekvence planet obíhajících kolem M trpaslíků v sousedství Slunce - arX :1906,04644
4. ↑ Planeta Kapteyn's b . Získáno 7. června 2014. Archivováno z originálu 1. prosince 2017. (neurčitý)
5. ↑ 1 2 3 4 5 G. Anglada-Escude a kol. Kapteyn bac: Dvě exoplanety nalezené obíhající kolem Kapteynovy hvězdy . sci-news.com . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters (3. června 2014). Datum přístupu: 13. února 2015. Archivováno z originálu 3. srpna 2014. (neurčitý)
6. ↑ Planetární systém Kapteyn hostí alespoň 2 planety. . Otevřete katalog exoplanet . Datum přístupu: 13. února 2015. Archivováno z originálu 5. února 2015. (neurčitý)
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. Dvě planety kolem Kapteynovy hvězdy: studená a mírná super-Země obíhající kolem nejbližšího halo červeného trpaslíka . Cornell University Library (3. června 2014). Získáno 13. února 2015. Archivováno z originálu 3. srpna 2020. (neurčitý)
8. ↑ Paul Butler, Jeff Crane, Steve Shectman, Ian Thompson. Carnegie Planet Finder Spectrograph (PFS) usilovně hledá extrasolární planety pomocí 6,5metrového dalekohledu Magellan II na observatoři Las Campanas v Chile. . The Carnegie Institution of Washington (30. srpna 2010). Získáno 13. února 2015. Archivováno z originálu 9. března 2015. (neurčitý)
9. ↑ G. Anglada-Escude a kol. Byla objevena nejstarší známá planeta, na které by mohl být život . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters (3. června 2014). Datum přístupu: 13. února 2015. Archivováno z originálu 5. ledna 2015. (neurčitý)
10. ↑ U.P.R. Arecibo. Laboratoř planetární obyvatelnosti . (PHL) . http://phl.upr.edu/.+ Staženo 19. dubna 2015. Archivováno z originálu 20. listopadu 2011. (neurčitý)
11. ↑ Britt, Robert Roy. Pravěká planeta: Nejstarší známý svět vyvolává vyhlídku na starověký život (nedostupný odkaz) . Space.com   (anglicky) . Získáno 6. prosince 2007. Archivováno z originálu 20. července 2003. (neurčitý) 
12. ↑ Kapitán-b: Planeta v obyvatelné zóně nebo fata morgána? (nedostupný odkaz) . SETI & CETI: Hledání mimozemských civilizací (10. června 2015). Získáno 8. července 2015. Archivováno z originálu 14. července 2015. (neurčitý) 
13. ↑ Hvězdná aktivita napodobuje planetu v obyvatelné zóně kolem Kapteynovy hvězdy . Staženo 2. prosince 2019. Archivováno z originálu 12. června 2020. (neurčitý)
14. ↑ Hlavní astronomické objevy května 2015 . Staženo 2. prosince 2019. Archivováno z originálu dne 28. prosince 2019. (neurčitý)
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. Žádný důkaz pro korelace aktivity v radiálních rychlostech Kapteynovy hvězdy . arXiv.org (30. června 2015). Staženo 2. prosince 2019. Archivováno z originálu dne 7. července 2019. (neurčitý)
16. ↑ Alastair Reynolds. Smutný kapitán . LoadedDice on Medium. Staženo: 4. března 2021. (neurčitý)

Odkazy

• Planeta Kapteyn b v encyklopedii extrasolárních planet
• Kapteyn b v archivu exoplanet NASA
• Smutný Kapteynův příběh v angličtině