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Beta Pictoris b

Beta Pictoris b (abreviado como β Pic b ) es un exoplaneta que orbita la joven estrella de secuencia principal de tipo A, Beta Pictoris, ubicada aproximadamente a 63 años luz (19,4 parsecs o6 × 10 14 km ) 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% más grande que el de Júpiter . Orbita a 9 UA de Beta Pictoris, que es 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 20-21 años.

Características físicas

Masa, radio y temperatura

Beta Pictoris b es un superjúpiter , 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), 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 M J . [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 4600 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 el 112% de la que se encuentra en el Sol. [8] Su luminosidad ( L☉ ) es 8,7 veces la del Sol .

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

Órbita

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

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

Rotación planetaria

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

Con un período de rotación de 8,1 horas, fue el exoplaneta de rotación más rápida conocido en 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 refinó posteriormente a8,7 ± 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 los datos se redujeron por primera vez. Una nueva reducción de los datos en 2008 utilizando herramientas modernas de procesamiento de imágenes reveló la débil fuente puntual que ahora se sabe que es un planeta.

Estudios posteriores

Observaciones de seguimiento realizadas a finales de 2009 y principios de 2010 utilizando el mismo instrumento recuperaron y confirmaron la presencia del planeta, pero en el lado opuesto de la estrella. Estos hallazgos se publicaron en la revista Science [15] y representan el planeta en órbita más cercano 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 de 3,5 a 4 grados inclinada respecto del disco principal en este sistema, lo que indica que el planeta está alineado con el disco interior deformado en el sistema Beta Pictoris. [16]

El primer estudio de la distribución espectral de energía del planeta se publicó en julio de 2013. [17] Este estudio muestra detecciones a 1,265, 1,66, 2,18, 3,80, 4,05 y 4,78  μm , lo que demuestra que el planeta tiene una atmósfera muy polvorienta y/o nublada. La SED es consistente con la de un enano L temprano , pero con una gravedad superficial menor. La temperatura efectiva está restringida 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. Encontraron que el planeta era sobreluminoso en la banda de infrarrojo medio de 3,1 μm en comparación con los modelos de enanas L tempranas. Los modelos que incorporaban pequeñas partículas de polvo y nubes espesas proporcionaron el mejor ajuste a la SED. La temperatura efectiva está restringida a1600+50
−25 K y la gravedad superficial para registrar g =3,8 ± 0,02 . Este ajuste corresponde a un radio planetario de 1,65 veces el de Júpiter, lo que sugiere 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 el Gemini Planet Imager en el transcurso de aproximadamente dos años que muestran un lapso de tiempo del planeta orbitando alrededor de su estrella madre. [19] Puede haber sido responsable de un evento similar a un tránsito observado en 1981.

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

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

Galería

Véase también

Notas

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

Referencias

  1. ^ abc Feng, Fabo; Butler, R. Paul; et al. (agosto de 2022). "Selección 3D de 167 compañeros subestelares de estrellas cercanas". The Astrophysical Journal Supplement Series . 262 (21): 21. arXiv : 2208.12720 . Código Bibliográfico :2022ApJS..262...21F. doi : 10.3847/1538-4365/ac7e57 . S2CID  251864022.
  2. ^ abc Chilcote, Jeffrey; et al. (2017). "Espectro infrarrojo cercano de 1–2,4 μm del planeta gigante β Pictoris b obtenido con el Gemini Planet Imager". The Astronomical Journal . 153 (4). 182. arXiv : 1703.00011 . Código Bibliográfico :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 Bibliográfico :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». Nature Astronomy . 3 (12): 1135–1142. Bibcode :2019NatAs...3.1135L. doi :10.1038/s41550-019-0857-1. S2CID  202126059 . Consultado el 20 de agosto de 2019 .
  5. ^ ab Snellen, IAG; Brown, AGA (2018). "La masa del joven planeta Beta Pictoris b a través del movimiento astrométrico de su estrella anfitriona". Nature Astronomy . 2 (11): 883–886. arXiv : 1808.06257 . Código Bibliográfico :2018NatAs...2..883S. doi :10.1038/s41550-018-0561-6. S2CID  118896628.
  6. ^ Fraser Cain (16 de septiembre de 2008). «¿Qué edad tiene el Sol?». Universe Today . Consultado el 19 de febrero de 2011 .
  7. ^ Fraser Cain (15 de septiembre de 2008). «Temperatura del Sol». Universe Today . Consultado el 19 de febrero de 2011 .
  8. ^ Gray, RO; et al. (2006). "Contribuciones al proyecto de estrellas cercanas (NStars): espectroscopia de estrellas anteriores a M0 dentro del 40 pc: la muestra del sur". The Astronomical Journal . 132 (1): 161–170. arXiv : astro-ph/0603770 . Código Bibliográfico :2006AJ....132..161G. doi :10.1086/504637. S2CID  119476992.
  9. ^ Orbit Beta Picturehpcf.upr.edu Archivado el 28 de agosto de 2016 en Wayback Machine.
  10. ^ Kraus, Stefan; Le Bouquin, Jean-Baptiste; Kreplin, Alexander; Davies, Claire L.; Hone, Edward; Monnier, John D.; Gardner, Tyler; Kennedy, Grant; Hinkley, Sasha (2020), "Alineación de giro-órbita del sistema planetario β Pictoris", The Astrophysical Journal , 897 (1): L8, arXiv : 2006.10784 , Bibcode :2020ApJ...897L...8K, doi : 10.3847/2041-8213/ab9d27 , S2CID  219956049
  11. ^ ab "Se mide por primera vez la duración del día en un exoplaneta / El VLT mide el giro de Beta Pictoris b". 30 de abril de 2014.
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