HD 189733 b - HD 189733 b

HD 189733 b
Comparação de tamanhos - Júpiter e HD 189733 b.png
Comparação do tamanho de Júpiter com HD 189733 b.
Descoberta
Descoberto por Bouchy et al.
Site de descoberta Observatório Haute-Provence
Data de descoberta 5 de outubro de 2005
Espectroscopia Doppler
Transit
Características orbitais
Apastron 0,03102 AU (4.641.000 km)
Periastro 0,03096 AU (4.632.000 km)
0,03099 ± 0,0006 AU (4.636.000 ± 90.000 km)
Excentricidade 0,0010 ± 0,0002
2,2185733 ± 0,00002 d
53,245759 h
152,5
Inclinação 85,76 ± 0,29
Semi-amplitude 205 ± 6
Estrela HD 189733
Características físicas
Raio médio
 1,138 ± 0,027 R J
Massa 1,162+0,058
−0,039 M J
21,2  m / s 2 (70  pés / s 2 )
Albedo 0,40 ± 0,12 (290–450 nm)
<0,12 (450–570 nm)
Temperatura 1117 ± 42 K

HD 189733 b é um exoplaneta a aproximadamente 64,5 anos-luz de distância do Sistema Solar na constelação de Vulpecula . O planeta foi descoberto orbitando a estrela HD 189733 em 5 de outubro de 2005, quando astrônomos na França observaram o planeta transitando pela face da estrela. Com uma massa 16,2% maior do que a de Júpiter e um raio 13,8% maior, HD 189733 b orbita sua estrela hospedeira uma vez a cada 2,2 dias a uma velocidade orbital de 152,5 quilômetros por segundo (341.000 mph), tornando-se um Júpiter quente com perspectivas ruins para vida extraterrestre .
Sendo o Júpiter quente em trânsito mais próximo da Terra, HD 189733 b é um assunto para extenso exame atmosférico. A atmosfera do HD 189733b foi amplamente estudada por meio de instrumentos de alta e baixa resolução, tanto do solo quanto do espaço. HD 189733 b foi o primeiro planeta extrassolar para o qual foi construído um mapa térmico , possivelmente para ser detectado por polarimetria , para ter sua cor geral determinada (azul profundo), ter um trânsito detectado no espectro de raios-X e ter dióxido de carbono detectado em sua atmosfera.

Em julho de 2014, a NASA anunciou a descoberta de atmosferas muito secas em três exoplanetas (HD 189733b, HD 209458b , WASP-12b ) orbitando estrelas semelhantes ao Sol.

Detecção e descoberta

Espectroscopia de trânsito e Doppler

O espectro infravermelho de HD 189733 b.
Um mapa de temperatura global de HD 189733 b.
A cor azul do planeta foi revelada usando polarimetria.

Em 6 de outubro de 2005, uma equipe de astrônomos anunciou a descoberta do planeta em trânsito HD 189733 b. O planeta foi então detectado usando espectroscopia Doppler . Medições de velocidade radial em tempo real detectaram o efeito Rossiter-McLaughlin causado pelo planeta passando na frente de sua estrela antes que medições fotométricas confirmaram que o planeta estava em trânsito. Em 2006, uma equipe liderada por Drake Deming anunciou a detecção de forte emissão térmica infravermelha do planeta exoplaneta em trânsito HD 189733 b, medindo o decréscimo do fluxo (diminuição da luz total) durante seu eclipse secundário proeminente (quando o planeta passa atrás da estrela) .

A massa do planeta é estimada em 13% maior do que a de Júpiter , com o planeta completando uma órbita em torno de sua estrela hospedeira a cada 2,2 dias e uma velocidade orbital de 152,5 quilômetros por segundo (341.000 mph).

Espectro infravermelho

Em 21 de fevereiro de 2007, a NASA divulgou a notícia de que o Telescópio Espacial Spitzer havia medido espectros detalhados de HD 189733 be HD 209458 b . O lançamento veio simultaneamente com o lançamento público de uma nova edição da Nature contendo a primeira publicação sobre a observação espectroscópica do outro exoplaneta, HD 209458 b. Um artigo foi submetido e publicado pelo Astrophysical Journal Letters . As observações espectroscópicas do HD 189733 b foram conduzidas por Carl Grillmair do Spitzer Science Center da NASA .

Cor visível

Em 2008, uma equipe de astrofísicos parecia ter detectado e monitorado a luz visível do planeta usando a polarimetria , o que teria sido o primeiro sucesso. Este resultado pareceu ser confirmado e refinado pela mesma equipe em 2011. Eles descobriram que o albedo do planeta é significativamente maior na luz azul do que na vermelha, muito provavelmente devido ao espalhamento de Rayleigh e absorção molecular no vermelho. A cor azul do planeta foi posteriormente confirmada em 2013, o que teria tornado o HD 189733 o primeiro planeta a ter sua cor geral determinada por duas técnicas diferentes. Essas medições em luz polarizada foram contestadas por duas equipes diferentes, usando polarímetros mais sensíveis, com limites superiores do sinal polarimétrico neles fornecido.

O azul do planeta pode ser o resultado da dispersão de Rayleigh . Em meados de janeiro de 2008, a observação espectral durante o trânsito do planeta usando esse modelo descobriu que se o hidrogênio molecular existisse, ele teria uma pressão atmosférica de 410 ± 30 mbar de 0,1564 raios solares. O modelo de aproximação de Mie também descobriu que existe um possível condensado em sua atmosfera, silicato de magnésio (MgSiO 3 ) com um tamanho de partícula de aproximadamente 10 −2 a 10 −1 μm. Usando os dois modelos, a temperatura do planeta estaria entre 1340 e 1540 K. O efeito Rayleigh é confirmado em outros modelos e pela aparente falta de uma estratosfera mais fria e sombreada abaixo de sua atmosfera externa. Na região visível do espectro, graças às suas seções transversais de alta absorção, o sódio atômico e o potássio podem ser investigados. Por exemplo, usando o espectrógrafo UVES de alta resolução no VLT , o sódio foi detectado nesta atmosfera e outras características físicas da atmosfera, como a temperatura, foram investigadas.

Espectro de raios X

Em julho de 2013, a NASA relatou as primeiras observações do trânsito do planeta estudadas no espectro de raios-X. Foi descoberto que a atmosfera do planeta bloqueia três vezes mais raios X do que a luz visível.

Evaporação

Vídeo curto narrado sobre a evaporação da atmosfera da HD 189733 b.

Em março de 2010, observações de trânsito usando HI Lyman-alpha descobriram que este planeta está evaporando a uma taxa de 1-100 gigagramas por segundo. Esta indicação foi encontrada detectando a exosfera estendida de hidrogênio atômico. HD 189733 b é o segundo planeta depois de HD 209458 b para o qual a evaporação atmosférica foi detectada.

Características físicas

Este planeta exibe uma das maiores profundidades de trânsito fotométrico (quantidade de luz da estrela-mãe bloqueada) de planetas extrasolares até agora observados, aproximadamente 3%. A longitude aparente do nó ascendente de sua órbita é de 16 graus +/- 8 de distância do norte-sul em nosso céu. Ele e HD 209458 b foram os dois primeiros planetas a serem observados espectroscopicamente diretamente . As estrelas-mãe desses dois planetas são as estrelas hospedeiras dos planetas em trânsito mais brilhantes, portanto, esses planetas continuarão a receber mais atenção dos astrônomos. Como a maioria dos Júpiteres quentes, acredita-se que este planeta esteja bloqueado de maneira maré em sua estrela-mãe, o que significa que tem um dia e uma noite permanentes.

O planeta não é achatado e não possui satélites com raio da Terra maior que 0,8, nem um sistema de anéis como o de Saturno.

A equipe internacional sob a direção de Svetlana Berdyugina da Universidade de Tecnologia de Zurique, usando o telescópio sueco de 60 centímetros KVA, que está localizado na Espanha, foi capaz de ver diretamente a luz polarizada refletida do planeta. A polarização indica que a dispersão da atmosfera é consideravelmente maior (> 30%) do que o corpo opaco do planeta visto durante os trânsitos.

A atmosfera foi inicialmente prevista como "classe pL", sem uma estratosfera de inversão de temperatura ; como anãs L que não possuem óxidos de titânio e vanádio. Medições de acompanhamento, testadas contra um modelo estratosférico, produziram resultados inconclusivos. Os condensados ​​atmosféricos formam uma névoa a 1.000 quilômetros (620 milhas) acima da superfície, quando vistos no infravermelho. Um pôr do sol visto daquela superfície seria vermelho. Os sinais de sódio e potássio foram previstos por Tinetti 2007. Primeiro obscurecido pela névoa de condensados, o sódio foi finalmente observado em três vezes a concentração da camada de sódio de HD 209458 b . O potássio também foi detectado em 2020, embora em concentrações significativamente menores. O HD 189733 é também o primeiro planeta extra-solar com confirmação de presença de dióxido de carbono em sua atmosfera.

Mapa do planeta

A concepção de um artista de HD 189733 b após a confirmação de 2013 da cor azul do planeta pelo Telescópio Espacial Hubble . A aparência de HD 189733 b além da cor azul é desconhecida.

Em 2007, o telescópio espacial Spitzer foi usado para mapear as emissões de temperatura do planeta. O sistema planeta + estrela foi observado por 33 horas consecutivas, começando quando apenas o lado noturno do planeta estava à vista. Ao longo da metade da órbita do planeta, mais e mais do lado diurno apareceu. Uma faixa de temperatura de 973 ± 33 K a 1.212 ± 11 K foi descoberta, indicando que a energia absorvida da estrela-mãe é distribuída de maneira bastante uniforme pela atmosfera do planeta. A região de pico de temperatura foi deslocada 30 graus a leste do ponto subestelar, conforme previsto por modelos teóricos de Júpiteres quentes, levando em consideração um mecanismo de redistribuição do dia para a noite parametrizado.

Impressão artística de HD 189733 b mostrando rápida evaporação da atmosfera

Cientistas da Universidade de Warwick determinaram que ele tem ventos de até 8.700 km / h (5.400 mph) soprando do lado diurno para o noturno. A NASA divulgou um mapa de brilho da temperatura da superfície de HD 189733 b; é o primeiro mapa já publicado de um planeta extra-solar.

Vapor de água, oxigênio e compostos orgânicos

Em 11 de julho de 2007, uma equipe liderada por Giovanna Tinetti publicou os resultados de suas observações usando o Telescópio Espacial Spitzer, concluindo que há evidências sólidas de quantidades significativas de vapor de água na atmosfera do planeta. Observações de acompanhamento feitas com o Telescópio Espacial Hubble confirmam a presença de vapor de água, oxigênio neutro e também o composto orgânico metano . Mais tarde, as observações do Very Large Telescope também detectaram a presença de monóxido de carbono no lado diurno do planeta. Atualmente não se sabe como o metano se originou, já que a alta temperatura de 700 ° C do planeta deve fazer com que a água e o metano reajam, substituindo a atmosfera por monóxido de carbono. No entanto, a presença de aproximadamente 0,004% da fração de vapor de água por volume na atmosfera de HD 189733 b foi confirmada com espectros de emissão de alta resolução obtidos em 2021.

Tempo e chuvas de vidro derretido

"Cartaz de viagem" do Programa de Exploração de Exoplanetas da NASA para HD 189733 b

O clima em HD 189733b é mortal. Os ventos, compostos de partículas de silicato, atingem 8.700 quilômetros por hora (5.400 mph). As observações deste planeta também encontraram evidências de que chove vidro derretido, horizontalmente.

Evolução

Enquanto que transitam pelo sistema também exibe claramente o efeito Rossiter-McLaughlin , deslocando em fotosféricos linhas espectrais causadas pelo planeta ocultando uma parte da superfície da estrela rotativa. Devido à sua grande massa e órbita próxima, a estrela-mãe tem uma semiamplitude (K) muito grande , a "oscilação" na velocidade radial da estrela , de 205 m / s.

O efeito Rossiter-McLaughlin permite a medição do ângulo entre o plano orbital do planeta e o plano equatorial da estrela. Estes estão bem alinhados, desalinhamento igual a -0,5 ± 0,4 °. Por analogia com HD 149026 b , a formação do planeta foi pacífica e provavelmente envolveu interações com o disco protoplanetário . Um ângulo muito maior teria sugerido uma interação violenta com outros protoplanetas.

Comparação de exoplanetas " Júpiter quente " (conceito artístico).

Do canto superior esquerdo para o inferior direito: WASP-12b , WASP-6b , WASP-31b , WASP-39b , HD 189733b , HAT-P-12b , WASP-17b , WASP-19b , HAT-P-1b e HD 209458b .

Controvérsia de interação planeta-estrela

Em 2008, uma equipe de astrônomos descreveu pela primeira vez como o exoplaneta em órbita HD 189733 A atinge um determinado lugar em sua órbita, causando aumento da explosão estelar . Em 2010, uma equipe diferente descobriu que cada vez que observava o exoplaneta em uma determinada posição em sua órbita, eles também detectavam erupções de raios-X . Pesquisas teóricas desde 2000 sugeriram que um exoplaneta muito próximo à estrela que orbita pode causar aumento da queima devido à interação de seus campos magnéticos , ou por causa das forças das marés . Em 2019, astrônomos analisaram dados do Observatório de Arecibo , MOST e do Telescópio Fotoelétrico Automatizado, além de observações históricas da estrela em comprimentos de onda de rádio, ótica, ultravioleta e raio-X para examinar essas afirmações. Eles descobriram que as afirmações anteriores eram exageradas e que a estrela hospedeira falhou em exibir muitos dos brilhos e características espectrais associadas com a explosão estelar e regiões solares ativas , incluindo manchas solares. Sua análise estatística também descobriu que muitas erupções estelares são vistas independentemente da posição do exoplaneta, desmentindo, portanto, as afirmações anteriores. Os campos magnéticos da estrela hospedeira e do exoplaneta não interagem, e não se acredita mais que este sistema tenha uma "interação estrela-planeta". Alguns pesquisadores também sugeriram que o HD 189733 acrescenta, ou puxa, gás de seu exoplaneta em órbita a uma taxa semelhante à encontrada em torno de jovens protoestrelas em sistemas T Tauri Star . Análises posteriores demonstraram que muito pouco ou nenhum gás foi acumulado do companheiro "Júpiter quente".

Veja também

Referências

links externos

Coordenadas : Mapa do céu 20 h 00 m 43,7133 s , + 22 ° 42 ′ 39,07 ″