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Beta Pictoris b

Beta Pictoris b (abreviado como β Pic b ) es un exoplaneta que orbita el joven disco de escombros de la estrella de secuencia principal tipo A Beta Pictoris ubicada aproximadamente a 63 años luz (19,4 pársecs , o6 × 10 14 km ) de distancia de la Tierra en la constelación de Pictor . Tiene una masa de alrededor de 13 masas de Júpiter y un radio alrededor de un 46% mayor que el de Júpiter . Orbita a 9 AU de Beta Pictoris, que está aproximadamente 3,5 veces más lejos que la órbita de Beta Pictoris c . [4] Orbita cerca del plano del disco de escombros que orbita la estrella, con una excentricidad baja y un período de 20 a 21 años.

Características físicas

Masa, radio y temperatura.

Beta Pictoris b es un super-Júpiter , un exoplaneta que tiene un radio y una masa mayor que la del planeta Júpiter . Tiene una temperatura de 1.724 K (1.451 °C; 2.644 °F), muy probablemente debido a su atmósfera polvorienta y su masa (normalmente sería mucho más frío). Tiene una masa de entre 9 y 13 masas de Júpiter ( M J ), [5] y un radio de 1,46 R J . [2] En 2018, un estudio midió directamente la perturbación astrométrica de Beta Pictoris por Beta Pictoris b, uno de los primeros ejemplos de un exoplaneta medido directamente por su perturbación astrométrica. Su masa se midió directamente como11 ± 2 MJ .​ [5]

estrella anfitriona

El planeta orbita una estrella ( tipo A ) llamada Beta Pictoris . La estrella tiene una masa de 1,75 masas solares ( M ☉ ) y un radio de 1,8 radios solares ( R ☉ ). Tiene una temperatura superficial de 8056 K y tiene 12 millones de años. En comparación, el Sol tiene unos 4.600 millones de años [6] y una temperatura superficial de 5778 K. [7] Es ligeramente rico en metales, con una metalicidad ([Fe/H]) de 0,06, o 112% de que se encuentra en el sol. [8] Su luminosidad ( L ☉ ) es 8,7 veces la del Sol.

La magnitud aparente de la estrella , o su brillo desde la perspectiva de la Tierra, es 3. Por lo tanto, se puede ver a simple vista.

Orbita

Beta Pictoris b orbita su estrella anfitriona cada 21 años a una distancia de 9,2 AU (aproximadamente la misma distancia que la de Saturno , que es de aproximadamente 9,55 AU). Recibe el 11% de la cantidad de luz solar que la Tierra recibe del Sol. [9]

La órbita del planeta está bien alineada con la rotación de la estrella madre y el disco de escombros, con una desalineación medida de 3 ± 5 grados en 2020. [10]

Rotación planetaria

En 2014, el período de rotación de Beta Pictoris b se calculó a partir de la ampliación de su línea de absorción infrarroja de monóxido de carbono. Esto lo convierte en el primer planeta extrasolar en el que se mide su velocidad de rotación. [11]

Con un período de rotación de 8,1 horas, fue el exoplaneta que gira más rápido conocido hasta 2014. [11] [12] [13] Su período de rotación es más rápido que el de Júpiter , que tiene un período de rotación de alrededor de 10 horas. El período de rotación se perfeccionó posteriormente para8,7 ± 0,8 horas. [3]

Descubrimiento

El planeta fue descubierto el 18 de noviembre de 2008 por Anne-Marie Lagrange et al. , utilizando el instrumento NACO en el Very Large Telescope en Cerro Paranal en el norte de Chile . [14] Este planeta fue descubierto utilizando la técnica de imagen directa , utilizando imágenes diferenciales de estrellas de referencia. La imagen del descubrimiento fue tomada en 2003, pero el planeta no fue detectado cuando se redujeron los datos por primera vez. Una nueva reducción de los datos en 2008 utilizando modernas herramientas de procesamiento de imágenes reveló que la fuente puntual débil que ahora se sabe es un planeta.

Estudios adicionales

Las observaciones de seguimiento realizadas a finales de 2009 y principios de 2010 utilizando el mismo instrumento recuperaron y confirmaron el planeta, pero en el lado opuesto de la estrella. Estos hallazgos se publicaron en la revista Science [15] y representaron el planeta en órbita más cercana a su estrella jamás fotografiado. Las observaciones realizadas a finales de 2010 y principios de 2011 permitieron a los científicos establecer un ángulo de inclinación de la órbita del planeta de 88,5 grados, casi de canto. Se descubrió que la ubicación del planeta estaba aproximadamente entre 3,5 y 4 grados inclinada con respecto al disco principal de este sistema, lo que indica que el planeta está alineado con el disco interno deformado del sistema Beta Pictoris. [dieciséis]

El primer estudio de la distribución de energía espectral del planeta se publicó en julio de 2013. [17] Este estudio muestra detecciones en 1.265, 1.66, 2.18, 3.80, 4.05 y 4.78  μm que demuestran que el planeta tiene una atmósfera muy polvorienta y/o nublada. . El SED es consistente con el de una enana L temprana , pero con una gravedad superficial más baja. La temperatura efectiva está limitada a1700 ± 100  K y la gravedad superficial para registrar g =4,0 ± 0,5 . Un segundo estudio, publicado en septiembre de 2013, [18] proporcionó una nueva detección a 3,1 μm obtenida en el Observatorio Gemini junto con un nuevo análisis de datos anteriores. Descubrieron que el planeta era demasiado luminoso en la banda de 3,1 μm del infrarrojo medio en comparación con los modelos de las primeras enanas L. Los modelos que incorporaban pequeñas partículas de polvo y nubes gruesas proporcionaron el mejor ajuste al SED. La temperatura efectiva está limitada a1600+
50-25 K y la gravedad superficial para registrar g =3,8 ± 0,02 . Este ajuste corresponde a un radio de planeta de 1,65 veces el de Júpiter, argumentando que Beta Pictoris b puede ser más joven que su estrella anfitriona (terminó de formarse hace 5 Ma).

En 2015, se realizó un video corto a partir de imágenes directas de Beta Pictoris b tomadas por Gemini Planet Imager durante aproximadamente dos años, que muestra un lapso de tiempo del planeta orbitando alrededor de su estrella madre. [19] Pudo haber sido responsable de un evento similar al tránsito observado en 1981.

En 2018, el PicSat cubesat se lanzó en una misión para obtener imágenes del planeta Beta Pictoris b en tránsito por su estrella anfitriona Beta Pictoris.

A partir de 2022, los parámetros orbitales y la masa de Beta Pictoris b se midieron utilizando una combinación de datos de velocidad radial , astrometría e imágenes, [20] que muestran que tiene aproximadamente 11,7 veces la masa de Júpiter con un semieje mayor. de aproximadamente 10 AU y un período orbital de aproximadamente 23,6 años. [1]

Galería

Ver también

Notas

  1. ^ ab Las incertidumbres indicadas son errores estadísticos únicamente y no incorporan ninguna incertidumbre en los modelos evolutivos.

Referencias

  1. ^ abc Feng, Fabo; Mayordomo, R. Paul; et al. (agosto de 2022). "Selección 3D de 167 compañeros subestelares de estrellas cercanas". Serie de suplementos de revistas astrofísicas . 262 (21): 21. arXiv : 2208.12720 . Código Bib : 2022ApJS..262...21F. doi : 10.3847/1538-4365/ac7e57 . S2CID  251864022.
  2. ^ a B C Chilcote, Jeffrey; et al. (2017). "Espectro de infrarrojo cercano de 1 a 2,4 μm del planeta gigante β Pictoris b obtenido con el Gemini Planet Imager". La Revista Astronómica . 153 (4). 182. arXiv : 1703.00011 . Código Bib : 2017AJ....153..182C. doi : 10.3847/1538-3881/aa63e9 . S2CID  23669676.
  3. ^ abc Landman, R.; Stolker, T.; et al. (febrero de 2024). "β Pictoris b a través de los ojos del CRIRES + mejorado. Composición atmosférica, rotación de espín y velocidad radial". Astronomía y Astrofísica . 682 : A48. arXiv : 2311.13527 . Código Bib : 2024A&A...682A..48L. doi :10.1051/0004-6361/202347846.
  4. ^ Lagrange, A.-M.; Meunier, Pascal Rubini; Keppler, Miriam; Galland, Franck; et al. (19 de agosto de 2019). "Evidencia de un planeta adicional en el sistema β Pictoris". Astronomía de la Naturaleza . 3 (12): 1135-1142. Código Bib : 2019NatAs...3.1135L. doi :10.1038/s41550-019-0857-1. S2CID  202126059 . Consultado el 20 de agosto de 2019 .
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