HD 209458b -HD 209458 b

HD 209458 b
Ötegezegen Karşılaştırması HD 209458 b.png
HD 209458 b'nin Jüpiter ile boyut karşılaştırması
keşif
Tarafından keşfedildi D. Charbonneau
T. Brown
David Latham
M. Belediye Başkanı
G.W. Henry
G. Marcy
Kerry O'Connor
R.P. Butler
S.S. Vogt
keşif sitesi Yüksek İrtifa Gözlemevi
Cenevre Gözlemevi
keşif tarihi 9 Eylül 1999
radyal hız
yörünge özellikleri
0,04747 AB (7.101.000 km)
eksantriklik 0,014 ± 0,009
3,52474541 ± 0,00000025 gün
84,5938898 saat
Eğim 86,1 ± 0,1
2.452.854,825415
± 0,00000025
83
yarı genlik 84,26 ± 0,81
Yıldız HD 209458
Fiziksel özellikler
ortalama yarıçap
 1,35 ± 0,05 RJ
Yığın 0,71 M J
ortalama yoğunluk
370  kg/m 3 (620  lb/cu yd )
9,4  m/s 2 (31  ft/s 2 )
0,96 gr
Sıcaklık 1.130 ± 150

HD 209458b , aynı zamanda Mısır tanrısından sonra Osiris olarak da anılır, Güneş Sisteminden yaklaşık 159 ışıkyılı (49 parsek ) uzaklıkta, Pegasus takımyıldızında güneş analogu HD 209458'in yörüngesinde dönen bir ötegezegendir . Gezegenin yörüngesinin yarıçapı 0,047  AU (7,0 milyon  km ; 4,4 milyon  mi ) veya Merkür'ün yörüngesinin yarıçapının sekizde biridir (0,39  AU (36 milyon  mi ; 58 milyon  km )). Bu küçük yarıçap, 3,5 Dünya günü uzunluğunda bir yıl ve yaklaşık 1.000  °C (2.000  °F ; 1.000  K ) tahmini yüzey sıcaklığı ile sonuçlanır. Kütlesi Dünya'nın 220 katı (0,69 Jüpiter kütlesi) ve hacmi Jüpiter'inkinden yaklaşık 2,5 kat daha büyük. HD 209458b'nin yüksek kütlesi ve hacmi, onun bir gaz devi olduğunu gösteriyor .

HD 209458 b, gezegen dışı araştırmalarda bir dizi kilometre taşını temsil ediyor. Birçok kategorinin ilkiydi:

  • geçiş yapan bir güneş dışı gezegen
  • Birden fazla yöntemle tespit edilen ilk gezegen
  • bir atmosfere sahip olduğu bilinen bir güneş dışı gezegen
  • buharlaşan bir hidrojen atmosferine sahip olduğu gözlemlenen bir güneş dışı gezegen
  • oksijen ve karbon elementlerini içeren bir atmosfere sahip olduğu keşfedilen bir güneş dışı gezegen
  • spektroskopik olarak doğrudan gözlemlenen ilk iki güneş dışı gezegenden biri
  • Süper fırtınasını ölçen ilk güneş dışı gaz devi
  • kütlesini doğrudan belirleyerek yörünge hızını ölçen ilk gezegen.

Daha yeni teorik modellerin uygulanmasına dayanarak, Nisan 2007 itibariyle , atmosferinde su buharı bulunan ilk güneş dışı gezegen olduğu düşünülüyor .

Temmuz 2014'te NASA, Güneş benzeri yıldızların etrafında dönen HD 209458 b ve diğer iki ötegezegende ( HD 189733 b ve WASP-12b ) çok kuru atmosferler bulduğunu duyurdu.

Tespit ve keşif

geçişler

Spektroskopik çalışmalar ilk kez 5 Kasım 1999'da HD 209458 civarında bir gezegenin varlığını ortaya çıkardı. Astronomlar, yıldızların geçişinden kaynaklanan parlaklıkta bir düşüş gözlemleyebileceklerini umarak, gezegenlerin yörüngesinde döndüğü bilinen birkaç yıldızın dikkatli fotometrik ölçümlerini yapmışlardı . yıldızın yüzünün karşısındaki gezegen. Bu, gezegenin yörüngesinin Dünya ile yıldız arasından geçecek şekilde eğimli olmasını gerektirecekti ve daha önce hiçbir geçiş tespit edilmemişti.

Keşiften kısa bir süre sonra, biri Timothy Brown ve diğerleri de dahil olmak üzere David Charbonneau liderliğindeki ve diğeri Gregory W. Henry tarafından yönetilen ayrı ekipler, gezegenin yıldızın yüzeyinden geçen bir geçişini tespit edebildiler ve onu bilinen ilk geçiş yapan güneş dışı oldu. gezegen. 9 ve 16 Eylül 1999'da Charbonneau'nun ekibi, HD 209458'in parlaklığında, gezegenin yıldızın içinden geçişine atfedilen %1,7'lik bir düşüş ölçtü. 8 Kasım'da Henry'nin ekibi, yalnızca girişi gören kısmi bir geçiş gözlemledi. Başlangıçta sonuçlarından emin olmayan Henry grubu, Charbonneau'nun Eylül ayında bir geçişin tamamını başarılı bir şekilde gördüğüne dair söylentilere kulak misafiri olduktan sonra sonuçlarını yayınlamaya karar verdi. Astrophysical Journal'ın aynı sayısında her iki ekibin makaleleri eş zamanlı olarak yayınlandı . Her geçiş yaklaşık üç saat sürer ve bu süre zarfında gezegen yıldızın yüzünün yaklaşık %1,5'ini kaplar.

Yıldız , astronomların HD 209458 b'nin yörünge periyodunu 3,524736 günde çok doğru bir şekilde hesaplamasına olanak tanıyan Hipparcos uydusu tarafından birçok kez gözlemlenmişti .

spektroskopik

Spektroskopik analiz, gezegenin Jüpiter'in kütlesinin yaklaşık 0,69 katı olduğunu göstermiştir . Geçişlerin meydana gelmesi, gökbilimcilerin gezegenin yarıçapını hesaplamasına izin verdi, ki bu daha önce bilinen herhangi bir ötegezegen için mümkün değildi ve Jüpiter'inkinden yaklaşık %35 daha büyük bir yarıçapa sahip olduğu ortaya çıktı. Daha önce, özellikle ana yıldızlarına yakın sıcak Jüpiterlerin , dış atmosferlerinin yoğun ısınması nedeniyle bu tür bir şişme sergilemeleri gerektiği varsayılmıştı. Oluşumunda daha eksantrik olabilecek yörüngesinin eksantrikliği nedeniyle gelgit ısınması da son milyar yılda bir rol oynamış olabilir.

Doğrudan algılama

22 Mart 2005'te NASA , gezegenden gelen kızılötesi ışığın , güneş dışı bir gezegenden gelen ışığın ilk doğrudan tespiti olan Spitzer Uzay Teleskobu tarafından ölçüldüğü haberini yayınladı . Bu, ana yıldızın sabit ışığını çıkararak ve gezegen yıldızın önünden geçerken ve arkasında gölgede kalırken farkı not ederek, gezegenin kendisinden gelen ışığın bir ölçüsünü sağlayarak yapıldı. Bu gözlemden elde edilen yeni ölçümler, gezegenin sıcaklığını en az 750 °C (1.020 K; 1.380 °F) olarak belirledi. HD 209458b'nin neredeyse dairesel yörüngesi de doğrulandı.

HD'nin geçişi 209458 b.

spektral gözlem

21 Şubat 2007'de NASA ve Nature , HD 209458b'nin spektrumları doğrudan gözlemlenen ilk iki güneş dışı gezegenden biri, diğerinin ise HD 189733b olduğu haberini yayınladı . Bu, uzun zamandır, bir gezegenin atmosferini etkileme yoluyla, güneş dışı ancak duyarlı olmayan yaşam formlarının aranabileceği ilk mekanizma olarak görülüyordu. NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nden Jeremy Richardson liderliğindeki bir grup araştırmacı, HD 209458 b'nin atmosferini 7,5 ila 13,2 mikrometre aralığında spektral olarak ölçtü . Sonuçlar birkaç yönden teorik beklentilere meydan okudu. Spektrumun, atmosferdeki su buharını gösterecek olan 10 mikrometrede bir zirveye sahip olduğu tahmin edilmişti, ancak böyle bir zirve yoktu, bu da tespit edilebilir bir su buharı olmadığını gösteriyor. Araştırmacıların daha önce gözlemlenmemiş bir fenomen olan silikat tozu bulutlarına atfettiği 9.65 mikrometrede başka bir öngörülemeyen zirve gözlemlendi. Araştırmacıların bir açıklaması olmadığı, başka bir öngörülemeyen zirve 7.78 mikrometrede meydana geldi. Jet Tahrik Laboratuvarı'ndan Mark Swain liderliğindeki ayrı bir ekip , Richardson ve diğerlerini yeniden analiz etti. verileri ve Richardson ve ark. makale çıktı, ancak benzer tespitlerde bulundu.

23 Haziran 2010'da gökbilimciler, HD 209458 b'nin atmosferinde ilk kez bir süper fırtına (7.000  km/saate (2.000  m/s ; 4.000  mph ) varan rüzgar hızlarıyla) ölçtüklerini duyurdular. ESO'nun Çok Büyük Teleskopu ve karbon monoksit gazının güçlü CRIRES spektrografı tarafından yapılan çok yüksek hassasiyetli gözlemler , gazın gezegenin aşırı sıcak gündüz kısmından daha soğuk gece tarafına muazzam bir hızla aktığını gösteriyor. Gözlemler aynı zamanda başka bir heyecan verici "ilk"e de izin veriyor - ötegezegenin kendisinin yörünge hızını ölçerek, kütlesinin doğrudan belirlenmesini sağlıyor.

2021 itibariyle, farklı enstrümanlar tarafından alınan gezegen atmosferi spektrumları, metal açısından fakir atmosferi, kara cisim dengesinin altındaki sıcaklıkları veya dengesiz atmosfer kimyasını gösteren oldukça tutarsız olmaya devam ediyor.

Döndürme

Ağustos 2008'de, HD 209458 b'nin Rossiter–McLaughlin etkisinin ve dolayısıyla dönüş–yörünge açısının ölçümü -4,4 ± 1,4°'dir.

2012'deki çalışma, dönüş-yörünge açısını -5 ± 7° olarak güncelledi.

Fiziksel özellikler

Bir sanatçının HD izlenimi 209458 b

Stratosfer ve üst bulutlar

Atmosfer, gezegenin merkezinin 1,29 Jüpiter yarıçapı üzerinde bir yükseklikte bir barlık bir basınçtadır .

Basıncın 33±5 milibar olduğu yerde atmosfer temizdir (muhtemelen hidrojen) ve Rayleigh etkisi tespit edilebilir. Bu basınçta sıcaklık 2.200 ± 260 K'dir (1.900 ± 260 °C; 3.500 ± 470 °F).

STars teleskobunun yörüngedeki Mikrodeğişkenliği ve Salınımları ile yapılan gözlemler başlangıçta gezegenin albedo'sunu (veya yansıtmasını) 0,3'ün altında sınırlayarak onu şaşırtıcı derecede karanlık bir nesne haline getirdi. (Geometrik albedo o zamandan beri 0,038 ± 0,045 olarak ölçülmüştür.) Karşılaştırıldığında, Jüpiter'in albedosu 0,52'den çok daha yüksektir. Bu, HD 209458b'nin üst bulut destesinin Jüpiter'inkinden daha az yansıtıcı malzemeden yapıldığını veya hiç bulut içermediğini ve gelen radyasyonu Dünya'nın karanlık okyanusu gibi Rayleigh saçtığını gösterir. O zamandan beri yapılan modeller, atmosferinin üst kısmı ile mantoyu çevreleyen sıcak, yüksek basınçlı gaz arasında , daha soğuk bir gaz stratosferi olduğunu göstermiştir. Bu, karanlık, opak, sıcak bulutlardan oluşan bir dış kabuğu ima eder; genellikle vanadyum ve titanyum oksitlerden oluştuğu düşünülür, ancak tolinler gibi diğer bileşikler henüz göz ardı edilemez. 2016 yılında yapılan bir araştırma, yüksek irtifa bulut örtüsünün yaklaşık yüzde 57 kapsama alanıyla düzensiz olduğunu gösteriyor. Rayleigh saçan ısıtılmış hidrojen, stratosferin tepesinde durur ; bulut güvertesinin emici kısmı, 25 milibarda onun üzerinde süzülüyor.

ekzosfer

27 Kasım 2001'de astronomlar , Hubble Uzay Teleskobu ile yaptıkları gözlemleri kullanarak gezegenin atmosferinde sodyum tespit ettiklerini açıkladılar. Bu, Güneş Sistemi dışında ölçülen ilk gezegen atmosferiydi. Sodyum hattının çekirdeği, 50 milibardan bir mikrobara kadar olan basınçlardan geçer. Bu, HD 189733b'deki sodyum miktarının yaklaşık üçte biri kadar çıkıyor .

Ek veriler, 2020'deki gibi HD 209458b atmosferinde sodyum varlığını doğrulamadı.

2003-4'te gökbilimciler , gezegenin etrafında 10.000 K'ye (10.000 °C; 20.000 °F) ulaşan muazzam bir elipsoidal hidrojen , karbon ve oksijen zarfı keşfetmek için Hubble Uzay Teleskobu Görüntüleme Spektrografını kullandılar. Hidrojen ekzosferi , 1.32 RJ gezegen yarıçapından çok daha büyük olan RH =3.1 RJ mesafesine kadar uzanır . Bu sıcaklık ve mesafede, parçacık hızlarının Maxwell-Boltzmann dağılımı , kaçış hızından daha yüksek hızlarda hareket eden atomların önemli bir "kuyruğuna" yol açar . Gezegenin saniyede yaklaşık 100–500 milyon kg (0,2–1  milyar lb ) hidrojen kaybettiği tahmin ediliyor  . Zarftan geçen yıldız ışığının analizi, daha ağır karbon ve oksijen atomlarının, buharlaşan hidrojen atmosferinin yarattığı aşırı " hidrodinamik sürükleme " ile gezegenden savrulduğunu gösteriyor. Gezegenden akan hidrojen kuyruğu yaklaşık 200.000 km (100.000 mi) uzunluğundadır ve bu da kabaca çapına eşittir.  

Bu tür bir atmosfer kaybının, Güneş benzeri yıldızların etrafında 0,1 AU'dan (10 milyon km; 9 milyon mi) daha yakın yörüngede dönen tüm gezegenlerde ortak olabileceği düşünülmektedir. HD 209458b, tahmini 5 milyar yıllık ömrü boyunca kütlesinin yaklaşık %7'sini kaybetmiş olsa da tamamen buharlaşmayacaktır. Gezegenin manyetik alanının bu kaybı önlemesi mümkün olabilir, çünkü ekzosfer yıldız tarafından iyonlaştırılacak ve manyetik alan iyonları kayıptan koruyacaktır.

atmosfer bileşimi

10 Nisan 2007'de Lowell Gözlemevi'nden Travis Barman , HD 209458b'nin atmosferinin su buharı içerdiğine dair kanıtları açıkladı . Daha önce yayınlanmış Hubble Uzay Teleskobu ölçümleri ile yeni teorik modellerin bir kombinasyonunu kullanan Barman, gezegenin atmosferinde su emilimine dair güçlü kanıtlar buldu. Yöntemi, gezegenin önünden geçerken gezegenin yıldızından doğrudan atmosferden geçen ışığı modelledi. Bununla birlikte, bu hipotez hala doğrulama için araştırılmaktadır.

Barman , Harvard Üniversitesi'nde öğrenci olan Heather Knutson tarafından Hubble Uzay Teleskobu'ndan alınan veri ve ölçümlerden yararlandı ve gezegenin atmosferinde su emilimi olasılığını göstermek için yeni teorik modeller uyguladı . Gezegen, her üç buçuk günde bir ana yıldızının yörüngesinde döner ve ana yıldızının önünden her geçişinde, atmosferin yıldızdan doğrudan atmosfere doğru geçen ışığı nasıl soğurduğu incelenerek atmosfer içeriği analiz edilebilir. Toprak.

Araştırmanın bir özetine göre, böyle bir ötegezegendeki atmosferik su absorpsiyonu , görünür spektrumdaki dalga boylarına kıyasla kızılötesi spektrumun bir bölümünde görünüş olarak onu daha büyük hale getiriyor . Barman, Knutson'ın HD 209458b'deki Hubble verilerini aldı, teorik modeline uyguladı ve iddiaya göre gezegenin atmosferindeki su emilimini belirledi.

24 Nisan'da, Hubble gözlemlerini yapan ekibe liderlik eden astronom David Charbonneau , teleskopun kendisinin teorik modelin suyun varlığını önermesine neden olan varyasyonlar getirmiş olabileceği konusunda uyardı. Sonraki aylarda daha fazla gözlemin konuyu açıklığa kavuşturacağını umuyordu. Nisan 2007 itibariyle, daha fazla soruşturma yürütülmektedir.

20 Ekim 2009'da JPL'deki araştırmacılar atmosferde su buharı , karbondioksit ve metan keşfettiklerini duyurdular .

2021'de elde edilen rafine spektrumlar, su buharı , karbon monoksit , hidrojen siyanür , metan , amonyak ve asetilen yerine tespit etti ve bunların tümü, 1,0'lık son derece yüksek karbon-oksijen molar oranıyla tutarlı (Sun'un C/O molar oranı 0,55 iken). Eğer doğruysa, HD 209458b karbon gezegeninin başlıca örneği olabilir .

Manyetik alan

2014 yılında, hidrojenin gezegenden buharlaşma şeklinden HD 209458b etrafındaki bir manyetik alan çıkarımı yapıldı. Bir ötegezegen üzerindeki bir manyetik alanın ilk (dolaylı) tespitidir. Manyetik alanın Jüpiter'inkinin yaklaşık onda biri kadar güçlü olduğu tahmin ediliyor.

" Sıcak Jüpiter " ötegezegenlerinin karşılaştırılması (sanatçı konsepti).

Sol üstten sağa: WASP-12b , WASP-6b , WASP-31b , WASP-39b , HD 189733b , HAT-P-12b , WASP-17b , WASP-19b , HAT-P-1b ve HD 209458b .

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar