Kappa Andromedae b - Kappa Andromedae b
 Kappa Andromedae b é visível como uma bolha branca no canto superior esquerdo.
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| Características orbitais | |
|---|---|
| 57-133 AU | |
| Excentricidade | 0,69-0,85 |
| 242-900 anos | |
| Inclinação | 114,9-140 |
| 60,3-90,5 | |
| 2 038 .4–2 047 .9 | |
| 96,6-155,4 | |
| Características físicas | |
Raio médio |
1,57 R J |
| Massa |
13+12 −2 M J |
| Temperatura | 1.700-2.000 K |
Kappa Andromedae b é um objeto subestelar de imagem direta e provável planeta de massa superjoviana orbitando Kappa Andromedae , uma jovem estrela B9IV na constelação de Andrômeda , a cerca de 170 anos-luz de distância. A massa do companheiro é cerca de 13 vezes a massa de Júpiter . Como a história inicial do kappa eb está repleta de debates sobre se ele é um exoplaneta ou uma anã marrom , alguns cientistas o descreveram amplamente como um objeto "super-Júpiter".
Descoberta
Kappa Andromedae b foi descoberto através de imagens de alto contraste infravermelho próximo da pesquisa Explorações Estratégicas de Exoplanetas e Discos com Subaru (SEEDS) no Telescópio Subaru, localizado no topo de Mauna Kea , Havaí . As observações subsequentes do Subaru feitas entre janeiro e julho de 2012 e cobrindo uma faixa de comprimento de onda mais ampla confirmaram que Kappa Andromedae é gravitacionalmente ligado (não uma estrela de fundo) e tinha cores infravermelhas consistentes com uma companheira subestelar (possivelmente massa do planeta).
Atmosfera e propriedades orbitais
O espectro infravermelho próximo de baixa resolução de kappa eb, obtido pelo sistema óptico adaptativo extremo SCExAO com o espectrógrafo de campo integral CHARIS, é formado por amplos recursos de absorção de água e monóxido de carbono. A espectroscopia Keck / OSIRIS de resolução moderada resolve essas linhas. Com base em comparações com grandes bibliotecas de espectros para outros objetos subestelares, o companheiro provavelmente tem um tipo espectral de L0-L1: sua forma nítida de banda H (1,65 mícrons) é indicativa de baixa gravidade superficial.
Comparações empíricas com objetos subestelares bem caracterizados sugerem uma temperatura efetiva de 1.700-2.000 K . A modelagem atmosférica que incorpora dados de comprimento de onda mais longo favorece a extremidade mais fria desta faixa de temperatura, enquanto as temperaturas derivadas dos espectros Keck / OSIRIS favorecem valores mais altos de 1.950–2.100 K. A atmosfera de kappa eb é provavelmente preenchida por densas nuvens que se estendem a baixas pressões atmosféricas . A análise do espectro do companheiro produz uma relação carbono-oxigênio próxima à solar (C / O ~ 0,70).
Kappa Andromedae b foi fotografado pela primeira vez em uma separação projetada de cerca de 55 AU ; os conjuntos de dados subsequentes recuperam o companheiro em separações angulares menores. Embora apenas uma pequena parte da fase orbital do companheiro tenha sido coberta, os limites atuais sugerem um semieixo maior provavelmente maior que 75 UA. Sua excentricidade é bastante alta (e ~ 0,7 ou maior). A velocidade radial relativa entre ele e sua estrela hospedeira é -1,4 +/- 0,9 km / s.
Idade e massa do sistema
As massas de objetos subestelares com imagem direta (exoplanetas e anãs marrons) geralmente não são medidas diretamente, mas, em vez disso, são inferidas pela comparação de suas luminosidades com os valores previstos para modelos de evolução subestelar. Assim, as incertezas na era do sistema se traduzem em incertezas na massa do objeto. O documento de descoberta para Kappa Andromedae b argumentou que a cinemática do primário é consistente com a participação na associação Columba , o que implicaria uma idade do sistema de 20 a 50 milhões de anos e uma massa de cerca de 12,8 massas de Júpiter. Esses resultados foram posteriormente questionados por aqueles que argumentaram que a posição da estrela primária no diagrama de Hertzsprung-Russell favorece uma idade muito mais velha de 220 ± 100 milhões de anos, desde que a estrela, Kappa Andromedae A, não seja um rotador rápido visto em pólo. . Medições diretas da estrela mostraram mais tarde que Kappa Andromedae A é na verdade um rotador rápido visto em polaridade e produz uma idade estimada de 47+27
−40milhões de anos favorecendo uma missa entre 13 e 30 missas jovianas. Uma luminosidade revisada e comparações empíricas detalhadas com outros objetos subestelares com idades conhecidas favorecem uma massa de 13+12
−2 Massas de Júpiter.
Classificação e formação
A natureza de Kappa Andromedae b tem sido debatida por muito tempo, especificamente se é um planeta gigante gasoso ou uma anã marrom , um objeto com massa suficiente para fundir o deutério, mas não o protium . O Grupo de Trabalho sobre Planetas Extrassolares da União Astronômica Internacional adotou o limite de queima de deutério (fixado em 13 massas de Júpiter) para separar planetas (abaixo deste limite) e anãs marrons (acima dele). No entanto, trabalhos posteriores revelaram muitos objetos flutuantes rotulados como anãs marrons, mas com massas inferidas no ou bem abaixo do limite de queima de deutério. Os modelos indicam que a definição exata da queima de deutério depende ainda mais da metalicidade assumida do objeto e da integridade da queima de deutério, variando de 11 massas de Júpiter para um objeto extremamente rico em metais a 10% de queima a mais de 16 massas de Júpiter para um objeto pobre em metal queimando 90% de seu deutério. Critérios alternativos para separar planetas de anãs marrons abandonam completamente o limite de queima de deutério, ao invés disso, inferem a natureza de um objeto com base em sua razão de massa em relação ao seu primário e sua separação.
O debate anterior centrou-se amplamente na idade do sistema, uma vez que determina os valores inferidos para a massa companheira e a razão de massa em relação à sua estrela primária. Para a idade avançada agora desfavorecida (220 ± 100 milhões de anos), a massa inferida do companheiro estaria bem acima do limite de queima de deutério e sua proporção de massa ultrapassaria 1%, mais consistente com uma anã marrom. As idades mais jovens inferidas da possível participação na associação Columba , derivadas de medições diretas da estrela e consistentes com as propriedades espectrais kappa e b favorecem fortemente massas próximas a 13 massas de Júpiter e uma razão de massa abaixo de 1%. O plano orbital da companheira também pode estar alinhado com o eixo de rotação da estrela. Essas linhas de evidência apóiam a classificação deste objeto como um planeta de massa superjoviana.
Formar um planeta in situ com as propriedades kappa eb é extremamente desafiador para modelos de acréscimo de núcleo padrão para a formação de planetas jovianos. Em vez disso, a formação de planetas por instabilidade gravitacional pode ser um mecanismo viável para este companheiro. A relação carbono-oxigênio derivada do companheiro, considerada um diagnóstico do ambiente de acreção do objeto, e a metalicidade subsolar do primário podem ser evidências de que kappa e b se formaram por meio de um processo de formação rápido, como a instabilidade gravitacional.
