CoRoT-7b - CoRoT-7b - Wikipedia

CoRoT -7b
Srovnání exoplanet CoRoT-7 b.png
Porovnání velikostí CoRoT-7b (uprostřed) se Zemí (vlevo) a Neptunem (vpravo)
Objev
ObjevilRouan a kol. (CoRoT )
Discovery sitePolární oběžná dráha
Datum objevu3. února 2009
Tranzit
Orbitální charakteristiky
0,0172 ± 0,00029 AU (2 573 000 ± 43 000 km)[1]
Excentricita0
0.853585 ± 0.000024[1] d
Sklon80.1 ± 0.3[1]
HvězdaCoRoT-7
Fyzikální vlastnosti
Střední poloměr
0.14 RJ
1.58 ± 0.1 R⊕
Hmotnost<0.0283 MJ
(<9 M⊕ )
Teplota1300–1800 K.[2]

CoRoT-7b (dříve pojmenováno CoRoT-Exo-7b)[2][3] je exoplaneta obíhající kolem hvězda CoRoT-7, v souhvězdí Monoceros, na 489 světelné roky z Země. Poprvé to bylo zjištěno fotometricky vedené Francouzi CoRoT mise a hlášeny v únoru 2009.[4] Do oznámení Kepler-10b v lednu 2011 to bylo nejmenší exoplaneta nechat si změřit průměr 1,58krát větší než průměr Země (což by jí dalo objem 3,95krát větší než Země) a první potenciální extrasolární pozemská planeta být nalezen. Planeta má velmi krátkou dobu oběžná doba, točí se kolem své hostitelské hvězdy asi za 20 hodin.[1]

Kombinace průměru planety odvozené z údajů o přechodu s hmotou planety odvozenou z měření radiální rychlosti znamenala, že hustota CoRoT-7b byla přibližně stejná jako hustota Země, a proto byla CoRoT-7b pozemská planeta jako Země a nebyl plynový gigant jako Jupiter. Pozorování radiální rychlosti CoRoT-7 také detekovala sekundu super Země, CoRoT-7c, který má hmotnost 8,4krát větší než Země a obíhá každé 3,7 dne ve vzdálenosti 6,9 milionu km (4,3 milionu mil).

Objev

Koncepce umělce CoRoT-7b tranzitující žlutý trpaslík CoRoT-7

CoRoT-7b byl nalezen pozorováním periodického poklesu jeho mateřské hvězdy zdánlivá velikost způsobeno přechodem planety před hvězdou při pohledu ze Země. Měření tohoto poklesu jasu spolu s odhadem velikosti hvězdy umožňuje výpočet velikosti planety. (Vidět Tranzitní metoda.) Vesmírná mise CoRoT pozoroval hvězdu CoRoT-7, v hvězdném poli LRa01, od 15. října 2007 do 3. března 2008. Během tohoto období bylo 153 periodických tranzitních signálů o délce 1,3 hodiny s hloubkou 3,4 × 10−4 byly registrovány. Po 40 dnech sběru dat detekoval algoritmus kanálu alarmu mělký signál CoRoT-7b a zahájil následná pozorování ze země, aby získal potvrzení planetární povahy tranzitujícího objektu.

Objev CoRoT-7b byl oznámen o rok později, 3. února 2009, během sympozia CoRoT 2009 v Paříž.[4] Bylo zveřejněno ve zvláštním čísle časopisu Astronomie a astrofyzika věnovaný výsledkům CoRoT.[5]

Hmotnost

Po detekci CoRoT-7b ve světelné křivce následná pozorování prováděná se sítí pozemních dalekohledů téměř úplně vyloučila možnost falešně pozitivní detekce.[6] The HARPS spektrograf byl následně použit k měření Hmotnost CoRoT-7b s radiální rychlost metoda. Silná aktivita hostitelské hvězdy, která narušuje měření radiální rychlosti, způsobovala, že stanovení hmotnosti bylo problematické.

Objevovací papír, od Queloze et al.,[7] vážil planetu kolem 4,8 Masy Země, což mu dává hustotu 5,6 ± 1,3 g cm−3, podobně jako Země. Hodnota byla získána pomocí postupu předbělení a harmonického rozkladu. Bylo také odvozeno, že v systému byla druhá nepřecházející planeta, CoRoT-7c s 3,7denní oběžnou dobou.

Druhý příspěvek, autor Hatzes et al.,[8] pomocí Fourierovy analýzy ohlásil pravděpodobnou hmotnost 6,9 hmotností Země pro CoRoT-7b a našel narážky na přítomnost třetí planety v systému, CoRoT-7d, s hmotností podobnou Neptune a 9denní oběžná doba.

Pont et al.[9] dokazuje větší než deklarované systematické chyby v měřeních HARPS, vážící CoRoT-7b mezi jednou a čtyřmi hmotami Země. Potvrzení radiální rychlosti planety je také na vratké půdě s předběžnou detekcí pouze jistoty 1,2 sigma.

Boisse et al.,[10] pomocí současného přizpůsobení hvězdné aktivity a planetárních signálů v datech radiální rychlosti vypočítat pro CoRoT-7b hmotnost 5,7 hmotností Země, i když s velmi velkou nejistotou.

Tým CoRoT poté zveřejnil druhý příspěvek o hmotnosti CoRoT-7b,[11] odstranění hvězdné aktivity pouze analýzou dat radiální rychlosti, pro která byla v danou noc provedena více měření. Planeta váží 7,42 hmotností Země a poskytuje průměrnou hustotu 10,4 ± 1,8 g cm−3, mnohem vyšší než Země a podobná planetě druhé kamenné planety, Kepler-10b.

Poslední studie Ferraz-Mella et al.[12] vylepšil přístup použitý v objevném článku a zjistil, že zmenšuje amplitudu radiálních rychlostí vyvolaných planetami. Uvádí pro CoRoT-7b těžší hmotu 8 hmot Země, v souladu s druhým příspěvkem publikovaným týmem CoRoT. CoRoT-7b tedy může být kamenitá s velkým železným jádrem, s vnitřní strukturou podobnou spíše Merkuru než Zemi.

Spitzerova pozorování

Nezávislé ověření CoRoT-7b jako planety je poskytováno následnými kontrolami prováděnými na základě vesmíru Spitzer dalekohled. Jeho pozorování potvrdila průchody planety se stejnou hloubkou a na různých vlnových délkách, než jaké pozoroval CoRoT.[13] Data pak umožňují ověřit CoRoT-7b jako bona fide planetu s velmi vysokou mírou spolehlivosti, nezávisle na hlučných datech radiální rychlosti.

Vlastnosti

Umělecký dojem CoRoT-7b.
Kredit: ESO / L. Calçada.

Ačkoli hmotnost CoRoT-7b zůstává nejistá, s rozsahem mezi 2 a 8 hmotami Země, jeho poloměr a oběžná doba jsou dobře známy z CoRoT fotometrie: obíhá velmi blízko své hvězdy (1/23 vzdálenosti od slunce na Rtuť[14]) s oběžná doba 20 hodin, 29 minut a 9,7 sekundy a má poloměr 1,58 poloměrů Země.[15] CoRoT-7b měl nejkratší oběžnou dráhu ze všech planet známých v době jejího objevu.[16]

Kvůli vysoké teplotě může být zakrytý láva.[2] Složení a hustota planety, i když slabě omezená, činí z CoRoT-7b pravděpodobně skalnatý planeta, jako Země. Mohlo by to patřit do třídy planet, o kterých se předpokládá, že obsahují až 40% vody (ve formě ledu a / nebo páry) kromě horniny.[17] Skutečnost, že se vytvořila tak blízko své mateřské hvězdě, však může znamenat, že je vyčerpána těkavé látky.[18] Existuje velká možnost, že rotace planety je přílivově uzamčeno na oběžné období, takže teploty a geologické podmínky na stranách planety směřujících k hvězdě a od ní se mohou dramaticky lišit. Teoretická práce naznačuje, že CoRoT-7b může být a chthonian planeta (pozůstatky planety podobné Neptunu, ze které byla odstraněna velká část původní hmoty kvůli těsné blízkosti mateřské hvězdy).[19][20] Jiní vědci to popírají a dochází k závěru, že CoRoT-7b byla vždy skalnatá planeta a ne erodované jádro plynného nebo ledového obra,[21] kvůli mladému věku hvězdného systému.

Jakýkoli odklon od oběžné dráhy jeho oběžné dráhy (kvůli vlivu hostitelské hvězdy a sousedních planet) by mohl vyvolat intenzivní vulkanickou aktivitu podobnou to Io, přes přílivové vytápění.[22]

Byla zveřejněna podrobná studie extrémních vlastností CoRoT-7b,[23] dochází k závěru, že navzdory masové nejistotě je planeta ve složení Země. Extrémní blízkost k hvězdě by měla zabránit vzniku významné atmosféra, s denní hemisférou horkou jako wolframové vlákno žárovky, což má za následek vznik láva oceán. Vědci navrhují pojmenovat tuto novou třídu planet, přičemž CoRoT-7b je první z nich, “lávové oceánské planety ".

Model interiéru

Zobrazení umělce CoRoT-7b.

The nejistota v CoRoT-7b hmotnost neumožňuje přesné modelování struktury planety. Vzdělané odhady však stále mohly být uvedeny. Za předpokladu, že planeta má 5 pozemských hmot, byla planeta modelována tak, aby měla proudění v plášť s malým jádrem s hmotností planety ne více než 15% neboli 0,75 M⊕. Dolní plášť nad hranicí jádra a pláště má pomalejší konvekci než horní plášť, protože větší tlak způsobí, že se tekutiny stanou viskóznějšími. Teplota horního konvekčního pláště se liší z jedné strany planety na druhou s bočními teplotními rozdíly pro spodní obydlí až do několika set kelvinů. Teplota upwellingu však není ovlivněna změnami downwelling a povrchové teploty. Na trvalé straně přílivově uzamčené planety, kde je povrchová teplota horká z nepřetržitého obrácení ke svému slunci, se povrch účastní konvekce, což dokazuje, že celý povrch této polokoule je pokryt lávovými oceány. Na trvalé noci je povrch dostatečně chladný pro tvorbu kůry s kalužemi lávy nad konvekčním pláštěm s intenzivním vulkanismus. Denní doba planety je větší konvekční buňky než noc.[24] Vědci také zkoumali fyzický stav vnitřku CoRoT-7b,[25] označující jako pravděpodobné pevné železné jádro, tedy samo generované magnetické pole by na planetě nemělo být.

Možná atmosféra

Vzhledem k vysokým teplotám na osvětlené straně planety a pravděpodobnosti vyčerpání všech těkavých těkavých látek mohla odpařování silikátových hornin vytvořit řídkou atmosféru (s tlakem blížícím se 1 Pa nebo 10−2 mbar při 2500 K) sestávající převážně z sodík, Ó2, Ó a oxid křemičitý, stejně jako menší množství draslík a další kovy.[14][18][26] Hořčík (Mg), hliník (Al), vápník (Ca), křemík (Si) a žehlička (Fe) může pršet z takové atmosféry na straně denního světla planety ve formě částic minerálů, jako jsou enstatit, korund a spinel, wollastonit, oxid křemičitý, a oxid železitý, to by bylo kondenzovat ve výškách pod 10 km. Titan (Ti) může být vyčerpán (a případně i podobně) transportem směrem k noční straně před kondenzací jako perovskit a geikelit.[18] Sodík (a v menší míře draslík), jelikož je těkavější, bude méně vystaven kondenzaci do mraků a bude dominovat vnějším vrstvám atmosféry.[14][18] Pozorování prováděná s UVES spektrograf na CoRoT-7b do a z tranzitu, hledání emisních a absorpčních vedení pocházejících z EU exosféra planety, nezjistil žádnou významnou vlastnost.[27] Spektrální linie vápníku (Ca I, Ca II) a sodíku (Na), očekávané pro a Rtuť -jako planeta, buď chybí, nebo jsou pod detekčními limity, a dokonce kvůli emisním linkám očekávaným od vulkanické činnosti slapové síly gravitací blízké hvězdy nebyly nalezeny. Nedostatek detekcí je v souladu s dříve citovanou teoretickou prací,[23] což ukazuje na bezmračnou atmosféru ze skalních par s velmi nízkým tlakem. Z dostupných údajů mohou vědci pouze odvodit, že CoRoT-7b se nepodobá žádné ze skalních planet Sluneční Soustava.

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d Léger, A; et al. (2009). „Tranzitující exoplanety z vesmírné mise CoRoT VIII. CoRoT-7b: první superzemě s měřeným poloměrem“. Astronomie a astrofyzika. 506 (1): 287–302. arXiv:0908.0241. Bibcode:2009A & A ... 506..287L. doi:10.1051/0004-6361/200911933.
  2. ^ A b C „COROT objevuje dosud nejmenší exoplanetu s povrchem, po kterém se dá chodit“. Evropská kosmická agentura. 3. února 2009. Citováno 2009-02-04.
  3. ^ Schneider, J. (10. března 2009). „Změna názvů planet CoRoT“. Exoplanety (Poštovní seznam). Archivovány od originál dne 18. ledna 2010. Citováno 2009-03-19.
  4. ^ A b Rouan, D .; et al. (3. února 2009). „CoRoT-exo-7b Objevil CoRoT první tranzitující Super Zemi kolem hvězdy hlavní sekvence?“ (PDF). Corot Symposium - Paříž. Archivovány od originál (PDF) dne 20. července 2011. Citováno 13. května 2009.
  5. ^ „Vesmírná mise CoRoT: rané výsledky“. Astronomie a astrofyzika. 506 (1). 2009. Citováno 2010-08-23.
  6. ^ Léger, A .; et al. (2009). „Tranzitující exoplanety z vesmírné mise CoRoT VIII. CoRoT-7b: první Super-Země s měřeným poloměrem“. Astronomie a astrofyzika. 506 (1): 287–302. arXiv:0908.0241. Bibcode:2009A & A ... 506..287L. doi:10.1051/0004-6361/200911933.
  7. ^ Queloz, D .; et al. (2009). „Planetární systém CoRoT-7: dvě obíhající superzemě“ (PDF). Astronomie a astrofyzika. 506: 303–319. Bibcode:2009A & A ... 506..303Q. doi:10.1051/0004-6361/200913096.
  8. ^ Hatzes, A. P .; et al. (2010). „Vyšetřování variací radiální rychlosti CoRoT-7“. Astronomie a astrofyzika. 520: A93. arXiv:1006.5476. Bibcode:2010A & A ... 520A..93H. doi:10.1051/0004-6361/201014795.
  9. ^ Pont, F .; Aigrain, S .; Zucker, S. (2010). „Přehodnocení důkazů radiální rychlosti pro planety kolem CoRoT-7“. Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. 411 (3): 1953–1962. arXiv:1008.3859. Bibcode:2011MNRAS.411.1953P. doi:10.1111 / j.1365-2966.2010.17823.x.
  10. ^ Boisse, I .; et al. (2011). "Rozmotání hvězdné aktivity a planetárních signálů". Sborník Mezinárodní astronomické unie. 273: 281–285. arXiv:1012.1452. Bibcode:2011IAUS..273..281B. doi:10.1017 / S1743921311015389.
  11. ^ Hatzes, A. P .; et al. (2011). „Na mši CoRoT-7b“. Astrofyzikální deník. 743 (1): 75. arXiv:1105.3372. Bibcode:2011ApJ ... 743 ... 75H. doi:10.1088 / 0004-637X / 743/1/75.
  12. ^ Ferraz-Mello, S .; et al. (2011). „O stanovení planetární hmotnosti v případě superzemě obíhajících kolem aktivních hvězd. Případ systému CoRoT-7“. Astronomie a astrofyzika. 531: A161. arXiv:1011.2144. Bibcode:2011A & A ... 531A.161F. doi:10.1051/0004-6361/201016059.
  13. ^ Fressin, F .; et al. (2011). „Spitzerova infračervená pozorování a nezávislé ověření tranzitující superzemské CoRoT-7b“. Astrofyzikální deník. 745 (1): 81. arXiv:1110.5336. Bibcode:2012ApJ ... 745 ... 81F. doi:10.1088 / 0004-637X / 745/1/81.
  14. ^ A b C Lutz, D. (7. října 2009). „Předpověď pro objevenou exoplanetu: zataženo s možností oblázků“. Washington University v St. Louis Novinky a informace. Washingtonská univerzita v St. Louis.
  15. ^ Bruntt, J .; et al. (2010). "Vylepšené hvězdné parametry CoRoT-7". Astronomie a astrofyzika. 519: A51. arXiv:1005.3208. Bibcode:2010A & A ... 519A..51B. doi:10.1051/0004-6361/201014143.
  16. ^ Brumfiel, G. (3. února 2009). „Byla nalezena nejmenší exoplaneta“. Příroda. doi:10.1038 / novinky. Citováno 2009-02-07.
  17. ^ Queloz, D .; et al. (2009). „Planetární systém CoRoT-7: dvě obíhající superzemě“ (PDF). Astronomie a astrofyzika. 506: 303–319. Bibcode:2009A & A ... 506..303Q. doi:10.1051/0004-6361/200913096.
  18. ^ A b C d Schaefer, L .; Fegley, B. (2009). „Chemistry of Silicate Atmospheres of Evaporating Super-Earths“. Astrofyzikální deníkové dopisy. 703 (2): L113 – L117. arXiv:0906.1204. Bibcode:2009ApJ ... 703L.113S. doi:10.1088 / 0004-637X / 703/2 / L113.
  19. ^ „Exoplanety vystavené jádru“. Časopis AstroBiologie. 2009-04-25. Citováno 2018-01-07.
  20. ^ „Super-Země 'začala jako plynný gigant'". BBC novinky. 7. ledna 2010. Citováno 2010-01-10.
  21. ^ Odert, P. (2010). „Tepelná ztráta hmoty exoplanet na blízkých drahách“ (PDF). EPSC Abstrakty. 5: 582. Bibcode:2010epsc.conf..582O.
  22. ^ Jaggard, V. (5. února 2010). ""Super Země „může být skutečně novým typem planety: Super-Io“. národní geografie. Citováno 2010-02-12.
  23. ^ A b Léger, A .; et al. (2011). „Extrémní fyzikální vlastnosti superzemě CoRoT-7b“. Icarus. 213 (1): 1–11. arXiv:1102.1629. Bibcode:2011Icar..213 .... 1L. doi:10.1016 / j.icarus.2011.02.004.
  24. ^ Noack, L .; et al. (2010). „CoRoT-7b: Konvekce na planetě Tidally Locked Planet“ (PDF). Abstrakty geofyzikálního výzkumu. 12: 9759. Bibcode:2010EGUGA..12,9759N.
  25. ^ Wagner, F. W .; Sohl, F .; Rückriemen, T .; Rauer, H. (2011). „Fyzický stav hlubokého nitra exoplanety CoRoT-7b“. Sborník Mezinárodní astronomické unie. 276: 193–197. arXiv:1105.1271. Bibcode:2011IAUS..276..193W. doi:10.1017 / S1743921311020175.
  26. ^ Miguel, Y .; Kaltenegger, L .; Fegley, B .; Schaefer, L. (1. prosince 2011). "Složení horkých superzemských atmosfér: zkoumání kandidátů Keplera". Astrofyzikální deník. 742 (2): L19. arXiv:1110.2426. Bibcode:2011ApJ ... 742L..19M. doi:10.1088 / 2041-8205 / 742/2 / L19.
  27. ^ Guenther, E. W .; et al. (2011). "Omezení na exosféru CoRoT-7b". Astronomie a astrofyzika. 525: A24. arXiv:1009.5500. Bibcode:2011A & A ... 525A..24G. doi:10.1051/0004-6361/201014868.

externí odkazy

Média související s CoRoT-7b na Wikimedia Commons

Souřadnice: Mapa oblohy 06h 43m 49.0s, −01° 03′ 46.0″