Открытия и исследования экзопланет

[LV46]

WASP-76b - Планета железных дождей
На Очень Большом Телескопе ESO (VLT) наблюдалась планета, где, как предполагают исследователи, идут дожди из железа. На дневной стороне этой сверхгорячей гигантской экзопланеты температура превышает 2400 градусов. Этого достаточно для испарения металлов. Сильный ветер переносит пары железа на более холодную ночную сторону, где они конденсируются в железные капли.
https://www.eso.org/public/russia/news/eso2005/

Раньше сказки были про чудеса, а теперь про "погоду" на экзопланетах.

сильные линии железных паров на терминаторе, границе, которая разделяет дневную и ночную стороны планеты.

Какое должно быть разрешение, чтобы на расстоянии 640 св. лет различить терминатор на планете?

[Инопланетянин]

Никогда не думали, что из плотности планеты, её орбиты и светимости звезды можно сделать выводы о погоде на ней и о её терминаторе?
Да и спектры планет уже получается брать.

[LV46]

Никогда не думали, что из плотности планеты, её орбиты и светимости звезды можно сделать выводы о погоде на ней и о её терминаторе?
Да и спектры планет уже получается брать.

Вы сначала на вопрос, ответьте, а потом уже свой задавайте, если на то пошло:

Какое должно быть разрешение, чтобы на расстоянии 640 св. лет различить терминатор на планете?

А потом уже сами подумайте, можно ли сделать какие-либо выводы о терминаторе такой планеты (и о погоде в целом).

[Dayan]

Раньше сказки были про чудеса, а теперь про "погоду" на экзопланетах.

Почему же сразу сказки? Это результат опосредованных наблюдений. Статья опубликована в Nature.

Какое должно быть разрешение, чтобы на расстоянии 640 св. лет различить терминатор на планете?

Этого и не требуется. Планета транзитная, и во время прохождения по диску звезды её свет проходит вокруг планеты как раз над терминатором. В этот спектр накладывает свой "отпечаток" атмосфера планеты и содержащиеся в ней вещества.

Тут методика была примерно такая: нужно было сравнить интенсивность и смещение линии поглощения атмосферного железа Fe I в спектре в те моменты, когда горячий юпитер только заходит на диск звезды, и когда он сходит с диска (см. рисунок).
Во время входа мы видим звёздный свет, проходящий в том числе через ту часть атмосферы, которая затрагивает дневную сторону ведущего полушария, поскольку горячий юпитер находится очень близко к своей звезде (размеры звезды, планеты, а также орбиты планеты на рисунке a приведены в одном масштабе!). В середине транзита принимается свет, который проходит почти точно над терминатором. Во время выхода из транзита мы видим звёздный свет, который испытывает поглощение в том числе над "вечерней" стороной отстающего полушария ГЮ.
Так вот во время входа в транзит линия железа слабее всего, и она не показывает доплеровского смещения (0 км/с). В середине транзита до того момента, как ведущее полушарие окончательно не "пропадает из вида", линия железа видна, но также почти не испытывает смещения в спектре. Как только "появляется" отстающее полушарие когда планета движется в сторону выхода из транзита, линия железа становится наиболее сильной, причём она смещена на –11 ± 0.7 км/с! Такая асимметрия объясняется тем, что наиболее горячая точка находится не в том месте, где звезда находится в зените над планетой, а смещена на восток из-за сильных ветров. Ветры, дующие со скоростью в десяток км/с трудно представить на планетах Солнечной системы.
В этой самой горячей области пары железа имеют наибольшую концентрацию (она выделена зелёным на картинке). В тех местах, где становится хотя бы чуть-чуть прохладнее, пары железа конденсируются – там идёт железный дождь.

Иными словами, да – современными средствами нельзя получить фотографию горячего юпитера в высоком разрешении, и различить на нём детали, но по спектральным наблюдательным данным можно построить физические модели, которые могли бы объяснить их с той или иной степенью правдоподобия. При наблюдениях WASP-76 b использовался спектрограф высокого разрешения ESPRESSO VLT, и там все эти тонкие эффекты с железом на некоторых очень нагретых ГЮ уже проявляют себя.

[Андрей Астрофизический]

Ветры, дующие со скоростью в десяток км/с

...и несущие облака из паров железа.
Мда уж, в 20-м веке такую жесть никто бы не вообразил 

[LV46]

Тут методика была примерно такая: нужно было сравнить интенсивность и смещение линии поглощения атмосферного железа Fe I в спектре в те моменты, когда горячий юпитер только заходит на диск звезды, и когда он сходит с диска (см. рисунок).

Звучало бы разумно, если бы то, что заходит в транзит имело бы хоть какое-то угловое разрешение, а не пару пикселей как максимум, на которых невозможно определить "половину захода", можно только "домоделировать", особенно тогда, когда звезда не есть идеальный по плотности шар, который точно отсекает свой свет транзитной планетой.

по спектральным наблюдательным данным можно построить физические модели, которые могли бы объяснить их с той или иной степенью правдоподобия.

Вот тут я с Вами согласен, только с моей точки зрения степень правдоподобия этих моделей близка к 0. Это на картинках всё красиво выглядит.

Но я спорить не буду, хотите, пусть будут хоть железные дожди, хоть снег железный, я своё мнение высказал.

[Dayan]

Звучало бы разумно, если бы то, что заходит в транзит имело бы хоть какое-то угловое разрешение, а не пару пикселей как максимум, на которых невозможно определить "половину захода", можно только "домоделировать", особенно тогда, когда звезда не есть идеальный по плотности шар, который точно отсекает свой свет транзитной планетой.

Ну, звёзды главной последовательности в видимом свете имеют довольно резкие края наподобие фотосферы нашего Солнца, поэтому определить где начинается и заканчивается транзит (и полный вход на диск, и начало выхода из него) очень даже можно, если вы видели когда-нибудь кривые блеска с транзитами экзопланет с проектов вроде SuperWASP, HAT, Кеплер, TESS и др. Что касается пикселей, то в статье и не получали никаких классических изображений системы – ни маленьких, ни больших. Исследование делалось по спектрам звезды (+ планеты), которые изменялись в разные моменты времени при прохождении ГЮ по диску родителя.   

Вот тут я с Вами согласен, только с моей точки зрения степень правдоподобия этих моделей близка к 0. Это на картинках всё красиво выглядит.

Но я спорить не буду, хотите, пусть будут хоть железные дожди, хоть снег железный, я своё мнение высказал.

Тоже не хочу спорить, нет на это сил. Да, тоже неплохой вариант – пусть для кого-то результат, полученный астрономами из ESO, что-то значит, а для кого-то не представляет никакой ценности.

[an]

 Одной из  программ по поиску планет у красных карликов является программа CARMENES, работы по которой  начались   в  2016 года в обсерватории Салар Альто.

Сообщается об открытии при работе по этой программе маломассивной планеты  у одного из компонентов  близкого двойного красного карлика  HD 79211 (GJ 338 B)

https://arxiv.org/abs/2003.13052

Двойная звезда состоит из двух красных карликов спектрального класса M0.0 V , массой 0.64±0.07солн. у GJ338B,  и  0.69±0.07M солн.у GJ338A. Компоненты обращаются вокруг центра масс по орбите с большой полуосью 130.9±5.1 а. е., эксцентриситетом 0.01, и  с периодом 1295±180 дней.
 Эта система находится на расстоянии от Земли 6,3 пк (20,5 св. лет) в созвездии Большая Медведица.

Масса планеты оценивается в 10.27(+1.47−1.38) MЗемли. Это одна из наименее массивных планет, когда-либо встречавшихся среди звездных двойных.
Планета обращается вокруг звезды HD 79211 (GJ 338 B) по орбите с периодом 24.4 дня, эксцентриситетом 0.25±0.13,  и большой полуосью в 0.142±0.014 а. е.(21,16 млн. км.)

[Dayan]

Компоненты обращаются вокруг центра масс по орбите с большой полуосью 130.9±5.1 а. е., эксцентриситетом 0.01, и  с периодом 1295±180 дней.

Может всё же 1295 лет, а не дней?

[an]

Компоненты обращаются вокруг центра масс по орбите с большой полуосью 130.9±5.1 а. е., эксцентриситетом 0.01, и  с периодом 1295±180 дней.

Может всё же 1295 лет, а не дней?

Да, правильно, лет.

[sputnikkosmos]

Приведу ссылку на замечательную статью-комментарий Вики Воробьёвой о публикации про K2-18 b на сайте "Планетные системы": (Не)обитаемая планета K2-18 b.
Пусть будет здесь.

У вас хорошие знания в области астрономии,экзопланет !) Это очень радует !

[Karen]

Наверное, лучше вам создать тему в «Астрономии для всех»:
https://astronomy.ru/forum/index.php/board,23.0.html

Здесь такие обсуждения - оффтоп.

Комментарий модератора

sputnikkosmos: Если Вам действительно есть вопросы в этом, создайте тему как советовает Olweg и другие в соответствующем форуме. Здесь обсуждаем откритий, а не теорию возможность откритий.

[Goodricke]

Экзопланета fomalhaut b исчезает в последних наблюдениях Хаббла

https://hubblesite.org/contents/news-releases/2020/news-2020-09

http://www.youtube.com/watch?v=aBWwRQ4YIcs

[an]

Сообщается, что такое поведение  fomalhaut b,  результат столкновения планетезималий на орбите вокруг Фомальгаута.

https://arxiv.org/abs/2004.08736

В результате столкновения образовалось пылевое облако, которое и обозначили как   fomalhaut b.

[Ultima Thulean]

А ей даже дали имя — Дагон

Несмотря на то, что были сомнения, а не пылевое облако ли это?

[an]

Сообщается об открытии с использованием нового спектрометра  EXPRES в атмосфере экзопланеты MASCARA-2 b (ультрагорячий юпитер ) атомарного железа и натрия (подтверждение), и вновь открытых хрома и магния.   

Новый спектрометр EXPRES по своим возможностям примерно аналогичен спектрометру ESPRESSO на телескопе VLT Европейской южной обсерватории, и установлен на 4,3 метровом телескопе обсерватории Ловелл в штате Аризона. Таким образом для северного неба также становятся доступны высокопрецизионные измерения спектров и радиальной скорости звезд.
https://arxiv.org/abs/2004.08415
 
Сила поглощения незначительно меняется со временем, что может указывать на различные температуры и химический состав терминаторов дневной и ночной сторон.

[an]

А ей даже дали имя — Дагон

Несмотря на то, что были сомнения, а не пылевое облако ли это?

Это они поторопились.  Но может и какая то планета осталась, окутанная пылевым облаком.

[Андрей Курилов]

А ей даже дали имя — Дагон

Несмотря на то, что были сомнения, а не пылевое облако ли это?

Я говорил, что это облако пыли, а не планета несколько лет назад. Тогда мне не поверили)

Нашёл, говорил я это в 2013:

В 2007 году короткопериодическая комета Холмса с поперечником ядра всего 3,4 км создала обширную кому поперечником как у Солнца. Такая кома держалась у кометы в течение пары месяцев. Вероятно, что-то подобное наблюдается и у Фомальгаута.

[Dayan]

Сообщается, что такое поведение  fomalhaut b,  результат столкновения планетезималий на орбите вокруг Фомальгаута.

https://arxiv.org/abs/2004.08736

В результате столкновения образовалось пылевое облако, которое и обозначили как   fomalhaut b.

Авторы пишут, что в спокойных системах эпохи Фомальгаута подобные огромные катастрофы должны быть редки (раз в 150–590 тысяч лет): породившее облако столкновение должно было произойти между планетезималями с радиусом около 109 км каждая, или объектами с размерами 56 и 893 км. Поэтому, отмечают они, мы являемся свидетелями эффектов гравитационного перемешивания из-за орбитальной миграции гипотетической планеты (или планет) вокруг звезды.

А ей даже дали имя — Дагон

Жаль немного, конечно. Но так даже интереснее. В этой системе планеты наверняка есть – об этом говорит как ударное событие, произошедшее буквально несколько лет назад, так и структура остаточного протопланетного диска с ярким кольцом.

[Dayan]

В Архиве вышла статья об открытии третьей планеты в системе HD 164922.
The GAPS Programme at TNG – XXIII. HD 164922 d: a close-in super-Earth discovered with HARPS-N in a system with a long-period Saturn mass companion

В 2006 году в этой системе была открыта планета с массой ~ 0.3 M_J, которая обращается с периодом ~ 1201 суток. В 2016 году была открыта вторая планета с минимальной массой ~ 13 M⊕ и орбитальным периодом ~ 76 суток.
В новой статье сообщается, что с помощью HARPS-N авторами было собрано более 300 новых спектров, что дало им возможность заново проанализировать все данные. Всего для HD 164922 было собрано 684 замера лучевых скоростей.

HD 164922 является довольно яркой звездой спектрального класса G9V (её блеск в V = 6.99^m), находится на северном небе, и не наблюдалась ни Кеплером, ни TESS-ом (и, вероятно, не будет им наблюдаться).
Звезда имеет массу ~ 0.926 M⊙, радиус ~ 0.946 R⊙, Teff ≈ 5390 K, светимость составляет примерно 0.71 L⊙. Также был измерен период её осевого вращения – он составил ~ 42.3 суток. Металличность HD 164922 в ~ 1.5 раза превосходит солнечную. Возраст оценивается в почтенные 9.58 ^+1.99_−1.55 млрд лет.
Расстояние до системы составляет около 22.0 пк (или около 71.8 световых лет).

Сегодня планетная система выглядит так:
Сатурн b, минимальная масса которого оценивается в 116 ⁺¹⁰₋₁₂ M⊕, обращается по слегка эллиптичной орбите с орбитальным периодом 1207 ⁺⁴_–5 суток (большая полуось ≈ 2.16 а.е., e ~ 0.08). Температурный режим планеты примерно соответствует температурному режиму Цереры в Солнечной системе.
Нептун c, минимальная масса которого оценивается в 13 ⁺³₋₂ M⊕, обращается по немного эллиптичной орбите с орбитальным периодом ~ 75.74 суток (большая полуось ≈ 0.341 а.е., e ~ 0.12). Температурный режим планеты примерно соответствует температурному режиму Меркурия.
Новооткрытая суперземля d обращается по немного эллиптичной орбите с орбитальным периодом ~ 12.458 суток (большая полуось ≈ 0.103 а.е., e ~ 0.12). Её минимальная масса оценивается в 4 ± 1 M⊕.

Авторы провели динамический анализ системы, и показали её стабильность на больших временах. Более того, они определили, что в диапазоне расстояний 0.18–0.21 а.е. и 0.6–1.4 а.е. могут располагаться дополнительные планеты без угрозы распада системы. Последний промежуток включает в себя зону обитаемости, но пока обе разрешённые области выглядят пустыми: в них точно нет планет с минимальными массами больше 5 и 18 M⊕ соответственно. За пределами планеты b область разрешённых планет чрезвычайно широка, но до расстояния в 5 а.е. не обнаружено планет с массами больше 30 M⊕.