HD 189733b

HD 189733 A b
Экзопланета
Artist’s impression of the deep blue planet HD 189733b.jpg
HD 189733 A b в представлении художника
Родительская звезда
Звезда HD 189733 A
Созвездие Лисичка
Прямое восхождение (α) 20ч 00м 43.7133с
Склонение (δ) +22° 42′ 39.070″
Видимая звёздная величина (mV) 7,66
Расстояние 62,9 св. года
(19,3 пк)
Спектральный класс K1.5V
Элементы орбиты
Большая полуось (a) 0,03099 ± 0,0006 а. е.
Перицентр (q) 0,03096 а. е.
Апоцентр (Q) 0,03102 а. е.
Эксцентриситет (e) 0,0010 ± 0,0002
Орбитальный период (P) 2,2185733 ± 0,00002 д.
Орбитальная скорость (υ) 152,5 км/с
Наклонение (i) 85,76 ± 0,29°
Время транзита (Tt) 2,453,988.80336 ± 0,00024 JD
Полуамплитуда лучевой(K)
скорости звезды
205 ± 6 м/с
Физические характеристики
Масса (m) 1,13 ± 0,03 MJ
Минимальная масса (m sin i) 1,138 ± 0,025[1] MJ
Радиус(r) 1,138 ± 0,027 RJ
Сила тяжести (g) 21,2 м/с²
Температура (T) 1117 ± 42 K
Информация об открытии
Дата открытия 5 октября 2005 года
Первооткрыватель(и) Bouchy et al.
Метод обнаружения Метод Доплера,
транзитный метод
Место открытия Обсерватория Верхнего Прованса
Статус открытия Подтверждено
Wikidata-logo S.svg Информация в Викиданных ?

HD 189733 A b — экзопланета, ярко-голубой газовый гигант в созвездии Лисички, по размерам сопоставим с Юпитером, обращается вокруг оранжевого карлика HD 189733 A на расстоянии 63 световых лет от Солнца[2][3]. Планета была открыта на орбите звезды HD 189733 A 5 октября 2005 года, когда астрономы во Франции наблюдали, как планета движется по диску звезды[4]. Имея массу на 13 % выше, чем у Юпитера, HD 189733 b вращается вокруг родительской звезды каждые 2,2 дня с орбитальной скоростью 152.5 км/с (341000 миль в час), что делает его горячим юпитером с плохими перспективами для внеземной жизни. Будучи ближайшим транзитным горячим юпитером к Земле, HD 189733 b является предметом всестороннего изучения атмосферы. Атмосфера HD 189733b была тщательно изучена с помощью приборов с высоким и низким разрешением, как с Земли, так и из космоса[5]. HD 189733 b была первой экзопланетой, для которой была построена карта температур, возможно, зафиксированная с помощью поляриметрии[6], для определения её общего цвета (ярко-голубой)[6][7].

В июле 2014 года НАСА объявило об обнаружении очень сухой атмосферы на трёх экзопланетах (HD 189733 A b, HD 209458b, WASP-12b), вращающихся вокруг аналогов Солнца[8].


Обнаружение[ | ]

5 октября 2005 года группа астрономов объявила об открытии транзитной планеты HD 189733 A b[9]. Затем планета была обнаружена с помощью доплеровской спектроскопии. Измерения радиальной скорости в реальном времени обнаружили эффект Росситера — Маклафлина, вызванный прохождением планеты перед её звездой, прежде чем фотометрические измерения подтвердили, что планета проходила по диску звезды[9]. В 2006 году группа, возглавляемая Дрейком Демингом, объявила об обнаружении сильного инфракрасного теплового излучения от транзитной экзопланеты HD 189733 A b путём измерения уменьшения потока излучения (уменьшения общего света) во время её вторичного затмения (когда планета проходит за звездой)[9].

Физические характеристики[ | ]

HD 189733 A b по массе и размерам немного превосходит Юпитер. При этом экзопланета — одна из самых горячих из известных, так как расстояние от HD 189733 A b до её звезды в 30 раз меньше, чем расстояние от Земли до Солнца. Планета принадлежит к классу так называемых горячих юпитеров — газовых гигантов, расположенных очень близко к центральной звезде системы. Из-за близости к родительской звезде на HD 189733 A b поддерживается температура до 930 °С на светлой стороне, и не опускается ниже 425 °С на тёмной. Период обращения HD 189733 A b вокруг звезды составляет меньше двух с половиной дней. Вероятно, вращение этой планеты синхронизировано с её орбитальным движением — планета всегда повёрнута к звезде одной стороной.

В 2007 году, пользуясь данными телескопа «Хаббл», учёные обнаружили, что у HD 189733 A b есть туманная атмосфера. Когда планета находится между земным наблюдателем и звездой, её атмосфера приобретает красноватый оттенок[10]. Причина этого — в дымке, находящейся в атмосфере. Что именно составляет этот туман — пока точно не известно, но, по предварительным оценкам, это должны быть крошечные пылинки (диаметром менее тысячной доли миллиметра) — частички железа, силикатов, оксида алюминия.

Глобальная температурная карта HD 189733 A b

В конце 2007 года группа астрономов под руководством Светланы Бердюгиной из Цюрихского технологического университета, используя шведский 60-сантиметровый телескоп KVA, который расположен в Испании, смогла напрямую увидеть поляризованный свет, отражённый от этой планеты и при помощи дополнительных специальных фильтров изучить его. Изучение характера поляризации показало, что размер атмосферы, которая отражает свет, более чем на 30 % превышает диаметр самой планеты и, скорее всего, состоит из частиц размером менее половины микрона, например, атомов, молекул, крошечных частичек пыли или, возможно, водяного пара. Максимум поляризации наблюдается, когда звезда освещает ровно половину планеты (раз в двое суток)[11][12].

Для HD 189733 A b впервые в истории исследования экзопланет удалось составить карту температур на поверхности. По инфракрасным наблюдениям космического телескопа «Спитцер» температура атмосферы планеты варьируется от 425 до 930 °C[13]. При этом самое горячее место на поверхности HD 189733 A b находится не в точке, указывающей точно на звезду, а смещено на 30 градусов восточнее. Это смещение говорит о постоянно дующем с запада на восток урагане в атмосфере этой планеты. Он и переносит тепловую энергию. Исследователи оценили его скорость приблизительно в 9600 км/час[14].

Изначально существовала гипотеза, что в атмосфере планеты должно быть много воды, однако цвета планеты обусловлены наличием в её атмосфере частичек силикатов[15], рассеивающих видимый свет в синей части спектра[16]. После некоторых сомнений эти данные подтвердились[16]: при помощи телескопа «Спитцер», который и открыл данную планету, удалось обнаружить пары́ воды в лучах света в тот момент, когда HD 189733 A b проходила перед своей звездой. При этом планета не может считаться обитаемой из-за слишком высокой температуры (средняя 727 °C). Однако существование воды на HD 189733 A b показывает возможность обнаружения воды и на других планетах, многие из которых могут быть гораздо более благоприятны для жизни. Также с помощью наземных телескопов были найдены следы метана в атмосфере, находящегося в особом «флуоресцентном» состоянии, испускающего электромагнитное излучение в ИК-диапазоне. Это состояние метана говорит о наличии в атмосфере HD 189733 A b какой-то активности, но её природу астрономам ещё предстоит установить[17].

Планетарная система, в которой расположена HD 189733 A b, довольно хорошо изучена земными и орбитальными телескопами, но впервые учёным удалось определить, как выглядит планета в оптическом диапазоне[18]. Осуществить это удалось благодаря измерению альбедо планеты, то есть её отражающей способности в оптическом диапазоне[18]. При прохождении планеты сквозь диск звезды учёные зафиксировали снижение яркости всей системы в той части спектра, который соответствует видимому голубому цвету[18]. При помощи телескопа HARPS удалось определить, что скорость ветра в атмосфере планеты составляет 2 км в секунду[19].

Видимый цвет[ | ]

В 2008 году команда астрофизиков обнаружила видимый цвет планеты с помощью поляриметрии, что было первым таким успехом[20]. Этот результат, похоже, был подтверждён и уточнён той же командой в 2011 году[6]. Они обнаружили, что альбедо планеты значительно больше в синем свете, чем в красном, скорее всего, из-за рассеяния Рэлея и молекулярного поглощения в красном[6]. Синий цвет планеты был впоследствии подтверждён в 2013 году[21], что сделало HD 189733 A b первой экзопланетой, чей общий цвет был определён двумя различными методами. Эти измерения в поляризованном свете с тех пор были оспорены двумя отдельными группами, использующими более чувствительные поляриметры[22][23][24], с верхними пределами поляриметрического сигнала, предоставленного в них.

Синий цвет планеты может быть результатом рассеяния Рэлея. В середине января 2008 года спектральные наблюдения во время транзита планеты с использованием этой модели показали, что, если бы существовал молекулярный водород, его атмосферное давление составляло бы 410 ± 30 мбар и равнялось 0,1564 солнечным радиусам. Модель аппроксимации Ми также обнаружила, что в атмосфере планеты имеется возможный конденсат, силикат магния. Используя обе модели, температура планеты будет между 1340 и 1540 кельвинов[25]. Эффект Рэлея подтверждается в других моделях[26] и очевидным отсутствием более холодной затенённой стратосферы ниже её внешней атмосферы. В видимом излучении спектра, благодаря их высоким сечениям поглощения, могут быть исследованы атомарный натрий и калий. Например, используя спектрограф UVES высокого разрешения на VLT, натрий был обнаружен в атмосфере, и были исследованы другие физические характеристики атмосферы, такие как температура[27].

Погода и дожди из расплавленного стекла[ | ]

Погода на HD 189733 A b смертельна. Ветры, состоящие из частиц силиката, дуют со скоростью 8700 км/ч (5400 миль/ч). Наблюдения за этой планетой также нашли доказательства того, что на этой планете идут дожди из расплавленного стекла[28].

Водяной пар, кислород и органические соединения[ | ]

Наблюдения с использованием космического телескопа Хаббл подтверждают присутствие водяного пара, нейтрального кислорода, а также органического соединения метана[29][30][31]. Позже, наблюдения VLT также обнаружили присутствие угарного газа на дневной стороне планеты[32].

Примечания[ | ]

  1. Planet HD 189733 b (англ.). The Extrasolar Planets Encyclopaedia. Дата обращения 12 июля 2013. Архивировано 16 июля 2013 года.
  2. А.В. Козырева. HD 189733b: горячий юпитер. Астронет (12 мая 2007). Дата обращения 12 июля 2013.
  3. "Хаббл" сфотографировал ярко-голубую планету в созвездии Лисички. РИА Новости (11 июля 2013). — «Причиной такой окраски газового гиганта HD 189733 A b служат не океаны воды, как на Земле, а частички силикатов в его атмосфере, рассеивающие видимый свет в синей части спектра.». Дата обращения 12 июля 2013. Архивировано 16 июля 2013 года.
  4. Astronomy & Astrophysics. www.aanda.org. Дата обращения 18 августа 2019.
  5. S. Khalafinejad, C. von Essen, H. J. Hoeijmakers, G. Zhou, T. Klocov�. Exoplanetary atmospheric sodium revealed by orbital motion. Narrow-band transmission spectroscopy of HD 189733b with UVES // Astronomy and Astrophysics. — 2017-02-01. — Т. 598. — С. A131. — ISSN 0004-6361. — DOI:10.1051/0004-6361/201629473.
  6. 1 2 3 4 S. V. Berdyugina, A. V. Berdyugin, D. M. Fluri, V. Piirola. POLARIZED REFLECTED LIGHT FROM THE EXOPLANET HD189733b: FIRST MULTICOLOR OBSERVATIONS AND CONFIRMATION OF DETECTION (англ.) // The Astrophysical Journal. — 2011-1. — Vol. 728, iss. 1. — P. L6. — ISSN 2041-8205. — DOI:10.1088/2041-8205/728/1/L6.
  7. Miriam Kramer 2013-07-11T13:08:57Z Science, Astronomy. Strange Blue World: Alien Planet's True Color Revealed, a First (англ.). Space.com. Дата обращения 18 августа 2019.
  8. Karen Northon. Hubble Finds Three Surprisingly Dry Exoplanets. NASA (24 июля 2014). Дата обращения 18 августа 2019.
  9. 1 2 3 Astronomy & Astrophysics. www.aanda.org. Дата обращения 18 августа 2019.
  10. На экзопланете обнаружены рассветы и закаты. Мембрана (12 декабря 2007). Дата обращения 12 июля 2013.
  11. Polarization technique focuses limelight, 12/26/2007
  12. Астрономы впервые увидели отражённый от экзопланеты свет
  13. Астрономы увидели радугу на "горячем юпитере". Лента.Ру (12 июля 2007). Дата обращения 12 июля 2013. Архивировано 16 июля 2013 года.
  14. Леонид Попов. Чёрный Сатурн вторит ураганам чужого Юпитера. Мембрана (10 мая 2007). Дата обращения 12 июля 2013.
  15. Телескоп Spitzer шокировал науку атмосферами экзопланет. Мембрана (22 февраля 2007). Дата обращения 12 июля 2013.
  16. 1 2 Carl J. Grillmair, Adam Burrows, David Charbonneau, Lee Armus, John Stauffer, Victoria Meadows, Jeffrey van Cleve, Kaspar von Braun & Deborah Levine. Strong water absorption in the dayside emission spectrum of the planet HD 189733b (англ.). Nature Publishing Group (13 August 2008). Дата обращения 12 июля 2013. Архивировано 16 июля 2013 года.
  17. Астрономы смогли выяснить состав атмосферы экзопланет с Земли. РИА Новости (3 февраля 2010). — «Группа учёных под руководством Марка Суэйна из Астрономического института имени Макса Планка в Германии впервые сумели показать, что изучение атмосферы далеких планет под силу даже небольшим наземным телескопам, а использование самых современных из них может позволить обнаружить планеты, пригодные для жизни, подобной земной.». Дата обращения 12 июля 2013. Архивировано 16 июля 2013 года.
  18. 1 2 3 Голубая планета, где идут дожди из стекла. BBC (12 июля 2013). Дата обращения 12 июля 2013. Архивировано 16 июля 2013 года.
  19. Учёные нашли экзопланету с самыми сильными ветрами
  20. V. Piirola, D. M. Fluri, A. V. Berdyugin, S. V. Berdyugina. First detection of polarized scattered light from an exoplanetary atmosphere (англ.). — 2007-12-02. — DOI:10.1086/527320.
  21. Devin Powell. First distant planet to be seen in colour is blue (англ.) // Nature News. — DOI:10.1038/nature.2013.13376.
  22. Sloane J. Wiktorowicz. Non-Detection of Polarized, Scattered Light from the HD 189733b Hot Jupiter (англ.). — 2009-02-03. — DOI:10.1088/0004-637X/696/2/1116.
  23. Sloane J. Wiktorowicz, Larissa A. Nofi, Daniel Jontof-Hutter, Pushkar Kopparla, Gregory P. Laughlin. A Ground-based Albedo Upper Limit for HD 189733b from Polarimetry // The Astrophysical Journal. — 2015-11-01. — Т. 813. — С. 48. — ISSN 0004-637X. — DOI:10.1088/0004-637X/813/1/48.
  24. Kimberly Bott, Jeremy Bailey, Lucyna Kedziora-Chudczer, Daniel V. Cotton, P. W. Lucas. The polarization of HD 189733 // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. — 2016-06-01. — Т. 459. — С. L109–L113. — ISSN 0035-8711. — DOI:10.1093/mnrasl/slw046.
  25. A. Lecavelier Des Etangs, F. Pont, A. Vidal-Madjar, D. Sing. Rayleigh scattering in the transit spectrum of HD 189733b // Astronomy and Astrophysics. — 2008-04-01. — Т. 481. — С. L83–L86. — ISSN 0004-6361. — DOI:10.1051/0004-6361:200809388.
  26. Jason H. Steffen, Drake Deming, David Charbonneau, Heather Knutson, James Bushong. Transits and secondary eclipses of HD 189733 with Spitzer (англ.). — 2008-07-15. — DOI:10.1017/S1743921308026422.
  27. S. Khalafinejad, C. von Essen, H. J. Hoeijmakers, G. Zhou, T. Klocov�. Exoplanetary atmospheric sodium revealed by orbital motion. Narrow-band transmission spectroscopy of HD 189733b with UVES // Astronomy and Astrophysics. — 2017-02-01. — Т. 598. — С. A131. — ISSN 0004-6361. — DOI:10.1051/0004-6361/201629473.
  28. Странности пяти реальных планет, до которых не додумалась и фантастика. РИА Новости (20140130T1130+0400Z). Дата обращения 18 августа 2019.
  29. Jason H. Steffen, Drake Deming, David Charbonneau, Heather Knutson, James Bushong. Transits and secondary eclipses of HD 189733 with Spitzer (англ.). — 2008-07-15. — DOI:10.1017/S1743921308026422.
  30. Mark R. Swain, Gautam Vasisht, Giovanna Tinetti. The presence of methane in the atmosphere of an extrasolar planet // Nature. — 2008-03-01. — Т. 452. — С. 329–331. — ISSN 0028-0836. — DOI:10.1038/nature06823.
  31. Gilda Ballester, Lotfi Ben-Jaffel. Hubble Space Telescope detection of oxygen in the atmosphere of exoplanet HD189733b (англ.). — 2013-03-18. — DOI:10.1051/0004-6361/201221014.
  32. E. J. W. de Mooij, S. Albrecht, J. Birkby, I. a. G. Snellen, M. Brogi. Detection of carbon monoxide in the high-resolution day-side spectrum of the exoplanet HD 189733b (англ.) // Astronomy & Astrophysics. — 2013-06-01. — Vol. 554. — P. A82. — ISSN 1432-0746 0004-6361, 1432-0746. — DOI:10.1051/0004-6361/201321381.

Ссылки[ | ]