Capitan b

capitan b
exoplaneta

Capitán b en la vista del artista
estrella madre
Estrella La estrella de Kapteyn
Constelación Pintor
ascensión recta ( a ) 05 h  11 min  41 s
declinación ( δ ) −45° 01′ 06″
Magnitud aparente ( mV ) _ 8.853
Distancia 12,73 ± 0,03  St. años
(3,91 ± 0,01  pc )
clase espectral sdM1
Peso ( m ) 0.281 ± 0.014M☉ 
Radio ( r ) 0,29  ± 0,025R☉
La temperatura ( T ) 3550±  50K
Años 8 ± 7.500  millones de años
Elementos orbitales
eje mayor ( un ) 0,168 ± 0,008 u.a. mi.
Excentricidad ( mi ) 0,21 ± 0,11
Periodo orbital ( P ) 48,616 ± 0,036 pulg .
(0,133 l. )
argumento periapsis ( ω ) 80,4±30° [1] [2]
características físicas
Peso ( m ) 0,015 ± 0,003 MJ
Peso mínimo ( sini ) _ _ 0,0217 ± 0,009 MJ [ 1] [2] [3]
Radio( r ) r j
Información de apertura
fecha de apertura año 2014
Descubridor(es) Guillem Anglada-Escude y otros Universidad Queen Mary de Londres , Inglaterra
Método de detección espectroscopia Doppler
Ubicación del descubrimiento HARPS , Observatorio La Silla , Chile
estado de apertura controversial
Otras designaciones
Estrella b de Kapteyn, b de Kapteyn, HD 33793 b, Gliese 191 b
Base de datos
SIMBAD datos
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Kaptein b es un exoplaneta [4] ( una súper Tierra cálida , aunque no se excluye la opción de Neptuno o una enana gaseosa [5] ) cerca de la estrella de Kaptein , una subenana , distante de la Tierra a una distancia de unos 13 años luz (3,91 parsecs ) en la dirección de la constelación Painter [6] . Junto con Kapteyn c , uno de los dos posibles exoplanetas del sistema. A partir de 2014, fue el más antiguo entre los exoplanetas potencialmente habitables descubiertos en ese momento [7] . La edad se estima en 11.500 millones de años, lo que hace que el exoplaneta sea solo 2.000 millones de años más joven que el Universo.

Descubrimiento del sistema planetario

La estrella madre fue descubierta en el siglo XIX por el astrónomo holandés Jacobus Cornelius Kapteyn . La estrella tiene una magnitud aparente de m V 8,853, lo que permite observarla incluso con un telescopio de aficionado de pequeña apertura .

La estrella de Kapteyn es una antigua subenana sdM1 con una abundancia muy baja de elementos pesados. Son unas 7,8 veces menos que en el Sol. En 2003, el radio de la estrella de Kapteyn se midió directamente con un interferómetro y ascendió a 0,291 ± 0,025 radios solares. La masa de la estrella se estima en 0,281 ± 0,014 masas solares, la edad supera los 8 mil millones de años.

La estrella de Kapteyn es la estrella más cercana al Sol en el halo de la Galaxia , ahora vuela accidentalmente a través del disco galáctico , pero luego lo abandona. Se mueve con respecto al Sol a una velocidad espacial muy alta, alcanzando los 318 km/s, por un lado, alejándose de nosotros a una velocidad de 245,2 ± 0,1 km/s, y por otro, cruzando la línea de vista a una velocidad de 202,3 km /Con. Esto conduce a un movimiento propio muy rápido: 8,67 segundos de arco por año. Solo la estrella de Barnard se mueve aún más rápido a través de la esfera celeste [7] .

Para buscar exoplanetas en el sistema de esta estrella , los astrónomos utilizaron el espectrómetro HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) perteneciente al Observatorio Europeo Austral [7] , así como el  HIRES (Espectrómetro Echelle de alta resolución) del Observatorio Keck en Hawái .  y  PFS (Planet Finder Spectrograph) en el telescopio Magellan II en Chile [8] . Se realizaron un total de 104 mediciones de la velocidad radial de la estrella. De estos, 66 en HARPS, 30 en HIRES y 8 en PFS. En el gráfico de la izquierda, los círculos rojos muestran las medidas de velocidad radial de la estrella obtenidas con HARPS, los rombos grises muestran las medidas con HIRES y los cuadrados azules con PFS. Los errores bastante elevados de las mediciones individuales obtenidas con HIRES se explican por el hecho de que en Hawái, donde se encuentran el Observatorio Keck y el espectrógrafo HIRES, la estrella de Kapteyn nunca se eleva por encima de los 26° en el horizonte.

Al medir ligeros cambios periódicos en el movimiento de una estrella y aplicar el método Doppler para descifrar los datos , en el que el espectro de luz de una estrella cambia dependiendo de su velocidad, los astrónomos llegaron a la conclusión de que los datos obtenidos, demostrando un exceso moderado en la variabilidad de la luminosidad de una estrella, indican que el sistema estelar Kaptein tiene exoplanetas con periodos orbitales muy cortos . También se han refinado algunas características de los exoplanetas , como la masa y la excentricidad .

Formación del sistema planetario

En un comunicado de prensa publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , los autores del estudio señalan la inusual historia de formación del sistema estelar Kapteyn . Se formó en la galaxia enana Omega Centauri , que fue absorbida por nuestra galaxia, la Vía Láctea , en las primeras etapas de su existencia [5] . Como resultado, la estrella de Kapteyn y sus planetas fueron arrojados a una órbita elíptica en el halo galáctico, la región que rodea el disco de la Vía Láctea. Lo más probable es que los restos de una galaxia enana , que ahora está a 18.300 años luz de nosotros , contengan cientos de miles de Old Stars Painter similares a VZ. El hecho de que el sistema planetario haya sobrevivido a todos estos eventos es sorprendente. Los científicos creen que el descubrimiento de planetas-súper-Tierras masivas alrededor de un halo de estrellas contiene información importante sobre los procesos de formación de planetas en la etapa inicial del origen de la Vía Láctea [9] .

Características planetarias

Clase de exoplaneta (pClass: caracteriza planetas habitables/potencialmente habitables según su zona de temperatura y masa) - súper-Tierra cálida , sin embargo, es posible que el planeta sea Neptuno o una enana gaseosa (con una pequeña inclinación de la órbita a la línea de vista, ya que en este caso la verdadera masa de este planeta puede ser mucho mayor que la mínima) en la zona habitable de su estrella [5] . Clase de hábitat (hClass: caracteriza planetas habitables/potencialmente habitables dependiendo de la temperatura de la superficie) — psychroplanet (clase P, planeta frío) [10] . A pesar de que el exoplaneta gira alrededor de la estrella madre a una distancia de 0,168 UA . es decir , que es casi la mitad del perihelio de Mercurio, la temperatura de la superficie es más baja que la temperatura de la superficie de la Tierra . Según algunas estimaciones, la temperatura oscila entre -50 °C en el lado nocturno y +10 °C en el lado diurno. Esto se debe principalmente al hecho de que la estrella de Kapteyn es una subenana roja . Emite luz 250 veces menos que nuestro Sol. Pero es posible que el exoplaneta tenga una atmósfera densa , en la que, debido a la diferencia de temperatura entre el lado diurno y el nocturno, pueden surgir fuertes vientos que soplarán del lado iluminado, distribuyendo uniformemente el calor, como la atmósfera de Venus . 5] . Una atmósfera suficientemente densa evitaría que la temperatura de la atmósfera del lado nocturno descienda por debajo del punto de rocío y una disminución de la presión atmosférica, lo que a su vez podría provocar el movimiento de masas de aire hacia el lado nocturno del planeta, lo que conduciría a la congelación de la toda la atmósfera en el lado nocturno. Un año en Kapteyn b dura 48 días terrestres , es durante este tiempo que el planeta realiza una revolución completa alrededor de su estrella. Un exoplaneta puede estar en un dominio de marea de su estrella, en cuyo caso siempre estará girado hacia un lado hacia ella. Hasta la fecha, la inclinación del eje de rotación de Kaptein b es poco conocida, por lo que es posible que se puedan observar libraciones en latitud . En este caso, el planeta no tendrá una línea de terminación clara .

Comparación de las principales características de Kapteyn b con los planetas del grupo Terrestre

# Nombre ESI SPH HZD HZC HZA pClase hClase Distancia ( St. años ) Estado año
de apertura
N / A Tierra 1.00 0.72 -0.50 -0.31 -0.52 tierra caliente mesoplaneta 0 no es un exoplaneta prehistórico
N / A Venus 0.78 0.00 -0.93 -0.28 -0.70 tierra caliente hipertermoplaneta 0 no es un exoplaneta prehistórico
N / A Marte 0,64 0.00 +0.33 -0.13 -1.12 cálida mini-tierra hipopsicroplaneta 0 no es un exoplaneta prehistórico
N / A Mercurio 0.39 0.00 -1.46 -0.52 -1.37 mercurio caliente escasamente poblada 0 no es un exoplaneta prehistórico
N / A capitan b 0,67 0.00 +0.08 -0.15 +0.57 súper-tierra cálida psicoplaneta 12.7 confirmado 2014

La posibilidad de vida en el planeta

El Índice ESI (Índice de Similitud de la Tierra) es de 0.67, según este indicador, el planeta está cerca de KOI-4005.01 y Kepler-62 f . Muchos astrobiólogos sugieren que el exoplaneta puede ser habitable, y su edad de 11.500 millones de años contribuye a ello, lo que hace que Kapteyn b sea solo 2.000 millones de años más joven que nuestro Universo , y el exoplaneta potencialmente habitable más antiguo conocido [5] . Es la edad del exoplaneta lo que aumenta significativamente la posibilidad de su habitabilidad, porque la aparición de la vida es un proceso bastante complejo, lo que significa que han pasado 11.500 millones de años desde la formación del planeta, debería ser suficiente para formar, si no formas de vida complejas, entonces al menos microbios . Hasta la fecha, la ciencia también conoce exoplanetas más antiguos. Por ejemplo, más antiguo que Kapteyn b es el planeta púlsar Matusalén en el sistema binario PSR B1620-26. Los astrónomos estiman su edad en 12.700 millones de años, pero las características orbitales minimizan la posibilidad de origen y la capacidad de albergar vida en el planeta. [once]

Mayor exploración del planeta

Por el momento, los astrónomos conocen solo unas pocas propiedades de los exoplanetas antiguos: masa, período orbital y distancia a nuestro sistema planetario. En el futuro, los científicos planean estudiar la composición de las atmósferas de los planetas del sistema estelar Kapteyn utilizando instrumentos modernos. Según Richard Nelson, uno de los miembros del grupo de investigación, el prometedor observatorio astronómico orbital PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) puede hacer una gran contribución al estudio del planeta . Con base en los resultados de su trabajo, se descubrirá si hay agua líquida en la superficie de Kapteyn b .

Dudas sobre la existencia del planeta

Desde su descubrimiento, la existencia del exoplaneta ha sido cuestionada por parte de la comunidad científica [12] .

Capitán b, como artefacto de actividad estelar

En la primavera de 2015, un equipo de investigadores dirigido por Paul Robertson del Centro de Astrobiología de la Universidad de Pensilvania concluyó que el exoplaneta en realidad no existe. Cuando Robertson y su equipo analizaron los datos HARPS de Kapteyn b, pudieron determinar la tasa de rotación de la estrella. Los investigadores encontraron que el período orbital del supuesto planeta era sospechosamente un múltiplo del período de rotación axial de la estrella. El período orbital del planeta propuesto fue de 48 días, que es aproximadamente un tercio del período de rotación de la estrella, que es de 143 días. Esto corresponde a un muestreo de manchas estelares a intervalos irregulares. Los autores concluyeron que lo que se pensaba que era un exoplaneta es en realidad un artefacto de actividad estelar [13] [14] .

Refutación

El 30 de junio de 2015, el autor principal del estudio, Guillem Anglada-Escude, publicó un artículo en el que afirma que el nuevo análisis de los datos utilizando métodos de optimización global y la comparación de modelos demuestra claramente que las afirmaciones sobre la existencia de una segunda súper Tierra en la zona habitable son infundadas, dado que la elección del período de rotación de 143 días no está justificada, y la presencia de correlaciones lineales no está respaldada por los datos. El descubridor llegó a la conclusión de que el cambio en las velocidades radiales observado en la estrella de Kapteyn solo puede explicarse por la presencia de dos superplanetas terrestres. El científico también abogó por el uso de procedimientos de optimización global y el uso de argumentos objetivos, en lugar de afirmaciones que no tienen un apoyo estadístico mínimo [15] .

Planeta Kapteyn b en ficción, películas y juegos

El cuento " Sad Kapteyn" en el género de ciencia ficción , escrito por el escritor de ciencia ficción en idioma inglés Alastair Reynolds , está completamente dedicado a un exoplaneta. El objetivo principal del trabajo es apoyar e ilustrar los elementos clave del informe de descubrimiento de exoplanetas . La historia describe la llegada de un robot de exploración interestelar al sistema VZ . Comenzando a explorar el exoplaneta b, el robot descubre que una vez estuvo habitado por una civilización muy superior a la terrestre en términos de desarrollo. Las ciudades cubren casi toda el área del exoplaneta, son visibles las huellas de los ascensores espaciales , que se extendían casi hasta la órbita de la exoluna . El robot nota que el exoplaneta está plagado de cráteres de impacto , del tamaño de los continentes de la Tierra . No hay ambiente . Probablemente, hubo una catástrofe a escala planetaria, y los habitantes se vieron obligados a abandonar el sistema [16] .

Véase también

Notas

  1. 1 2 Anglada-Escudé G. , Arriagada P., Tuomi M., Zechmeister M., Jenkins J. S., Ofir A., ​​​​Dreizler S., Gerlach E., Marvin C. J., Reiners A. et al . La estrella de Kapteyn: una súper Tierra fría y templada que orbita la enana roja de halo más cercana // Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society: Cartas - Oxford University Press , 2014. - V. 443, no. 1.- S.L89-L93. — ISSN 1745-3925 ; 1745-3933 - doi:10.1093/MNRASL/SLU076 - arXiv:1406.0818
  2. 1 2 Enciclopedia de planetas extrasolares  (inglés) - 1995.
  3. Tuomi M., Jones H. R. A., Butler R. P., Arriagada P., Vogt S. S., Burt J., Laughlin G., Holden B., Shectman S. A., Crane J. D. et al Frecuencia de planetas que orbitan enanas M en el vecindario solar - arXiv :1906.04644
  4. Planeta Kapteyn b . Consultado el 7 de junio de 2014. Archivado desde el original el 1 de diciembre de 2017.
  5. ↑ 1 2 3 4 5 G. Anglada-Escude et al. Kapteyn b y c: dos exoplanetas encontrados orbitando la estrella de Kapteyn . sci-news.com . Avisos mensuales de las cartas de la Royal Astronomical Society (3 de junio de 2014). Fecha de acceso: 13 de febrero de 2015. Archivado desde el original el 3 de agosto de 2014.
  6. El sistema planetario Kapteyn alberga al menos 2 planetas. . Abra el catálogo de exoplanetas . Fecha de acceso: 13 de febrero de 2015. Archivado desde el original el 5 de febrero de 2015.
  7. ↑ 1 2 3 Guillem Anglada-Escudé, Pamela Arriagada, Mikko Tuomi, Mathias Zechmeister, James S. Jenkins, Aviv Ofir, Stefan Dreizler, Enrico Gerlach, Chris J. Marvin, Ansgar Reiners, Sandra V. Jeffers, R. Paul Butler, Steven S. Vogt, Pedro J. Amado, Cristina Rodríguez-López, Zaira M. Berdiñas, Julian Morin, Jeff D. Crane, Stephen A. Shectman, Ian B. Thompson, Matías Díaz, Eugenio Rivera, Luis F. Sarmiento, Hugh RA Jones. Dos planetas alrededor de la estrella de Kapteyn: una súper Tierra fría y otra templada que orbitan alrededor de la enana roja de halo más cercana . Biblioteca de la Universidad de Cornell (3 de junio de 2014). Consultado el 13 de febrero de 2015. Archivado desde el original el 3 de agosto de 2020.
  8. Paul Butler, Jeff Crane, Steve Shectman, Ian Thompson. El espectrógrafo Carnegie Planet Finder (PFS) está trabajando arduamente en la búsqueda de planetas extrasolares con el telescopio Magellan II de 6,5 metros en el Observatorio Las Campanas en Chile. . La Institución Carnegie de Washington (30 de agosto de 2010). Consultado el 13 de febrero de 2015. Archivado desde el original el 9 de marzo de 2015.
  9. G. Anglada-Escude et al. Se ha descubierto el planeta más antiguo conocido que podría albergar vida . Avisos mensuales de las cartas de la Royal Astronomical Society (3 de junio de 2014). Fecha de acceso: 13 de febrero de 2015. Archivado desde el original el 5 de enero de 2015.
  10. UPR Arecibo. El Laboratorio de Habitabilidad Planetaria . (PHL) . http://phl.upr.edu/.+ Consultado el 19 de abril de 2015. Archivado desde el original el 20 de noviembre de 2011.
  11. Britt, Robert Roy. Planeta primitivo: el mundo más antiguo conocido evoca la perspectiva de una vida antigua (enlace no disponible) . Space.com   (inglés) . Consultado el 6 de diciembre de 2007. Archivado desde el original el 20 de julio de 2003. 
  12. Capitán-b: ¿Un planeta en una zona habitable o un espejismo? (enlace no disponible) . SETI & CETI: La Búsqueda de Civilizaciones Extraterrestres (10 de junio de 2015). Consultado el 8 de julio de 2015. Archivado desde el original el 14 de julio de 2015. 
  13. La actividad estelar imita un planeta en zona habitable alrededor de la estrella de Kapteyn . Consultado el 2 de diciembre de 2019. Archivado desde el original el 12 de junio de 2020.
  14. Los principales descubrimientos astronómicos de mayo de 2015 . Consultado el 2 de diciembre de 2019. Archivado desde el original el 28 de diciembre de 2019.
  15. Guillem Anglada-Escudé, Mikko Tuomi, Pamela Arriagada, Mathias Zechmeister, James S. Jenkins, Aviv Ofir, Stefan Dreizler, Enrico Gerlach, Chistopher J. Marvin, Ansgar Reiners, Sandra V. Jeffers, Paul Butler, Steven S. Vogt, Pedro J. Amado, Cristina Rodríguez-López, Zaira M. Berdiñas, Julien Morin, Jeffrey D. Crane, Stephen A. Shectman, Matías Díaz, Luis F. Sarmiento, Hugh R.A. Jones. No hay evidencia de correlaciones de actividad en las velocidades radiales de la estrella de Kapteyn . arXiv.org (30 de junio de 2015). Consultado el 2 de diciembre de 2019. Archivado desde el original el 7 de julio de 2019.
  16. Alastair Reynolds. Capitán triste . LoadedDice en medio. Recuperado: 4 de marzo de 2021.

Enlaces