Fomalhaut b - Fomalhaut b
 Fomalhaut und Fomalhaut b im Jahr 2012 ( STIS ) (8. Januar 2013) (NASA)
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| Entdeckung | |
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| Entdeckt von | Kalaset al. |
| Entdeckungsseite | Hubble-Weltraumteleskop |
| Entdeckungsdatum | 13. November 2008 |
| Direkte Bildgebung | |
| Orbitale Eigenschaften | |
| 177 ± 68 AE (2,65 × 10 10 ± 1,02 × 10 10 km) | |
| Exzentrizität | 0,8±0,1 |
| ~ 1700 y | |
| Neigung | −55±14 |
| 152±13 | |
| 26±25 | |
| Stern | Fomalhaut |
Fomalhaut b , formal genannt Dagon ( / d eɪ ɡ ən / ), ist eine direkt abgebildete Objekt und Extrasolarer früheren Kandidaten Planeten umkreisen die A-Typ - Hauptreihenstern Fomalhaut , etwa 25 Lichtjahre entfernt in der Konstellation von Südlicher Fisch . Das Objekt wurde erstmals 2008 angekündigt und 2012 anhand von Bildern, die mit der Advanced Camera for Surveys (ACS) des Hubble-Weltraumteleskops aufgenommen wurden , als echt bestätigt und hatte nach Berechnungen vom Januar 2013 eine hochelliptische Umlaufbahn von 1.700 Jahren.
Die wahre Natur von Fomalhaut b ist Gegenstand bedeutender Debatten. Fomalhaut b wurde ursprünglich als einer der ersten Exoplaneten identifiziert , der direkt abgebildet wurde: Sein Nachweis wurde reflektiertem Licht von zirkumplanetarem Material (zB einem Staubring) und thermischer Emission einer jovianischen Planetenatmosphäre zugeschrieben. Fomalhaut b wird anschließend als massearme Planet , deren umgebende Staubwolke beschrieben worden ist allein verantwortlich für seine Detektion oder zuletzt von Schutt aus einem Zusammenstoß von asteroids statt. Am 7. Mai 2020 hat das Exoplaneten-Archiv der NASA Fomalhaut b offiziell von seiner Liste der Exoplaneten-Kandidaten (bestätigt oder nicht) gestrichen.
Das Objekt war eines von denen, die von der Internationalen Astronomischen Union als Teil von NameExoWorlds ausgewählt wurden , ihrem öffentlichen Verfahren zur Namensgebung von Exoplaneten. Der Prozess umfasste die öffentliche Nominierung und die Abstimmung für den neuen Namen. Im Dezember 2015 gab die IAU den Gewinnernamen Dagon bekannt. Der Name Dagon wurde von Dr. Todd Vaccaro vorgeschlagen und vom Planetarium der St. Cloud State University zur Prüfung an die IAU weitergeleitet. Dagon war eine semitische Gottheit , die oft als halb Mensch, halb Fisch dargestellt wurde.
Zusammenfassung
Die Natur von Fomalhaut b ist wahrscheinlich eine Staubwolke. Einerseits könnte Fomalhaut b ein Planet mit weniger als der doppelten Masse des Jupiter sein, der entweder in eine kugelförmige Staubwolke von anhaltenden planetesimalen Kollisionen eingehüllt ist
Fomalhaut b und drei Begleiter um HR 8799 , deren Entdeckung gleichzeitig bekannt gegeben wurde, wurden als die ersten direkt abgebildeten extrasolaren Planeten beschrieben (neben früheren Behauptungen wie zB 2M1207 b , GQ Lup b , DH Tau b , AB Pic b , CHXR 73 b , UScoCTIO 108 b , CT Cha b , 1RXS 1609 b ), da angenommen wurde, dass ihre Emission zumindest teilweise aus einer planetarischen Atmosphäre stammt. Spätere Studien des Spitzer-Weltraumteleskops und eine erneute Analyse der ursprünglichen HST-Daten legen jedoch nahe, dass das Licht von Fomalhaut b gestreutes Sternenlicht und nicht die thermische Emission des Planeten ist.
Erste Entdeckung durch Hubble
Die Existenz eines massiven Planeten, der Fomalhaut umkreist, wurde erstmals aus 2005 veröffentlichten Hubble-Beobachtungen abgeleitet, die die Struktur von Fomalhauts massiver, kalter Trümmerscheibe (oder Staubgürtel/-ring) auflösten. Der Gürtel ist nicht auf den Stern zentriert und hat eine schärfere innere Begrenzung, als normalerweise zu erwarten wäre. Ein massiver Planet auf einer weiten Umlaufbahn, der sich jedoch innerhalb dieses Trümmerrings befindet, könnte Mutterkörper und Staub in seiner Umgebung entfernen, wodurch der Ring eine scharfe Innenkante zu haben scheint und ihn vom Stern versetzt erscheinen lässt.
Im Mai 2008 identifizierten Paul Kalas , James Graham und ihre Mitarbeiter Fomalhaut b aus Hubble/ACS-Bildern, die 2004 und 2006 bei sichtbaren Wellenlängen (dh 0,6 und 0,8 μm) aufgenommen wurden. Die NASA veröffentlichte das zusammengesetzte Entdeckungsfoto am 13. November 2008, zeitgleich mit der Veröffentlichung von Kalas et al. Entdeckung in der Wissenschaft .
Kalas bemerkte: "Es ist eine tiefgreifende und überwältigende Erfahrung, einen noch nie zuvor gesehenen Planeten zu sehen. Ich hatte Ende Mai fast einen Herzinfarkt, als ich bestätigte, dass Fomalhaut b seinen Mutterstern umkreist." Im Bild ist das helle äußere ovale Band der Staubring, während die Merkmale innerhalb dieses Bandes Rauschen von gestreutem Sternenlicht darstellen.
Frühe Nachbeobachtungen und Zweifel
In dem Entdeckungspapier schlugen Kalas und Mitarbeiter vor, dass die Emission von Fomalhaut b aus zwei Quellen stammt: von zirkumplanetarem Staub, der Sternenlicht streut, und von der thermischen Emission des Planeten. Hier erklärt ersteres den größten Teil der Helligkeit von 0,6 µm und die thermische Emission des Planeten trägt zu einem Großteil der Helligkeit von 0,8 µm bei. Ihre Nichtnachweise mit bodengestützten Infrarotdaten legten nahe, dass Fomalhaut b weniger massiv sein musste als etwa 3 Jupitermassen.
Fomalhaut b sollte jedoch in weltraumgestützten Infrarotdaten nachweisbar sein, wenn seine Masse zwischen 1-3 Jupitermassen liegt. Aber empfindliche Infrarot-Spitzer-Weltraumteleskop-Beobachtungen konnten Fomalhaut b nicht nachweisen, was darauf hindeutet, dass Fomalhaut b weniger als 1 Jupitermasse hat. Obwohl der Planet als plausible Erklärung für den exzentrischen Trümmerring von Fomalhaut angesehen wurde, wurden Messungen im Kalas et al. Papier deutete an, dass es sich zu schnell bewegte (dh nicht apsidal ausgerichtet war), als dass diese Erklärung funktionierte. Schließlich schlugen Forscher, die die Daten des Atacama Large Millimeter Array (ALMA) von September bis Oktober 2011 für den Trümmerring von Fomalhaut analysierten , eine alternative Hypothese vor: dass der Ring von viel kleineren, hütenden Planeten geformt werden könnte, von denen keiner Fomalhaut b sein musste. Diese Ergebnisse riefen Skepsis gegenüber dem Status von Fomalhaut b als extrasolaren Planeten hervor.
Wiederherstellung, unabhängige Bestätigung durch Hubble und weitere zusätzliche Erkenntnisse
Am 24. Oktober 2012 gab ein Team unter der Leitung von Thayne Currie von der University of Toronto die erste unabhängige Bergung von Fomalhaut b bekannt und bekräftigte die Behauptung, dass Fomalhaut b einen Planeten identifiziert. Sie analysierten die ursprünglichen Hubble-Daten mit neuen, leistungsfähigeren Algorithmen zur Trennung des Planetenlichts vom Sternenlicht und bestätigten, dass Fomalhaut b existiert. Sie lieferten auch einen neuen Nachweis von Fomalhaut b bei 0,4 µm. Sie modellierten die optischen Detektionen und Infrarot-Obergrenzen für Fomalhaut b und zeigten, dass die Emission von Fomalhaut b vollständig durch Sternenlicht erklärt werden kann, das von kleinem Staub gestreut wird, und argumentierten, dass dieser Staub ein unsichtbares Planetenmasseobjekt umgibt. Somit halten sie Fomalhaut b plausibel für einen "Planeten, der durch direkte Bildgebung identifiziert wurde", auch wenn Fomalhaut b streng genommen kein direkt abgebildeter Planet ist, insofern das Licht nicht aus einer planetarischen Atmosphäre stammt.
Eine zweite Veröffentlichung, die einen Tag später veröffentlicht wurde und von Raphael Galicher und Christian Marois am Herzberg-Institut für Astrophysik geleitet wurde, hat ebenfalls unabhängig Fomalhaut b gefunden und die neue Detektion von 0,4 µm bestätigt, wobei behauptet wird, dass die spektrale Energieverteilung (SED) von Fomalhaut b nicht erklärt werden kann als durch direkte oder gestreute Strahlung von einem massereichen Planeten. Sie betrachteten zwei Modelle, um die SED zu erklären: (1) eine große zirkumplanetare Scheibe um einen massiven, aber unsichtbaren Planeten und (2) die Folgen einer Kollision zweier Kuipergürtel-Objekte mit einem Radius von etwa 50 km in den letzten 100 Jahren.
Nachfolgende Hubble-Daten, die 2010 und 2012 mit dem STIS- Instrument von Paul Kalas und Mitarbeitern gewonnen wurden, stellten erneut Fomalhaut b. Die Analyse der Astrometrie von Fomalhaut b zeigte jedoch, dass das Objekt eine hohe Exzentrizität (e = 0,8) hat, seine Umlaufbahn (auf den Himmel projiziert) die Ebene des Trümmerrings von Fomalhaut kreuzt, und daher ist es unwahrscheinlich, dass es sich um das Objekt handelt, das den Trümmerring formt scharfe Innenkante. Die hohe Exzentrizität von Fomalhaut b könnte ein Beweis für eine signifikante dynamische Wechselwirkung mit einem bisher unbekannten Planeten bei einem kleineren Bahnabstand sein.
Analysen zusätzlicher STIS- Daten aus den Jahren 2013 und 2014 argumentieren, dass Fomalhaut b verblasst und sich vergrößert, ein Verhalten, das die Interpretation von Fomalhaut b als Kollision zweier asteroidengroßer Objekte unterstützen könnte.
Die Wiederbelebung der Behauptung, Fomalhaut b sei (möglicherweise) ein Planet, nachdem er abgewertet worden war, führte dazu, dass das Objekt einen Spitznamen "Zombie-Planet" erhielt, obwohl dies ein nicht technischer Begriff ist, der in Pressematerial verwendet wird und in keinem Peer auftaucht -rezensiertes Manuskript.
Physikalische Eigenschaften
Andere Planeten, die Fomalhaut . umkreisen
Basierend auf der (jetzt widerlegten) Annahme, dass Fomalhaut b ein Gasplanet war, wurde die Existenz weiterer Planeten näher am Stern postuliert. Fomalhaut b umkreist seinen Wirtsstern in einem weiten Abstand, in dem es schwierig wäre, massereiche Planeten zu bilden. Um seinen aktuellen Standort zu erklären, hätte Fomalhaut b dynamisch von einem massiveren, unsichtbaren Körper gestreut werden müssen, der sich in kleineren Abständen befindet. Mehrere bodengestützte Beobachtungen haben nach diesem hypothetischen Fomalhaut "c" gesucht, es aber noch nicht gefunden. Auf sehr kleinen, sonnensystemähnlichen Skalen müssen alle zusätzlichen Begleiter eine Masse haben, die weniger als das Dreizehnfache der Masse des Jupiter beträgt. Auf etwas größeren Skalen, die mit den Positionen der Planeten um HR 8799 vergleichbar sind , müssen alle zusätzlichen Planeten von Fomalhaut Massen unter etwa 2 bis 7 Jupitermassen haben. Ein gasförmiger Planet in einer Umlaufbahn wie Fomalhaut b könnte sich in situ gebildet haben, wenn er aus kleinen kieselgroßen Objekten zusammengewachsen wäre, die sich schnell zu einem protoplanetaren Kern formten, der wiederum eine gasförmige Hülle bildete.
Galerie
Fomalhaut b, der früher als Exoplanet galt, gilt heute als expandierende Staubwolke.
Künstlerische Darstellung von Fomalhaut b als Planet, der sich um seinen Mutterstern dreht, ein Modell, das inzwischen widerlegt wurde
Visualisierung von Fomalhaut und Fomalhaut b (künstlerische Darstellung)
Siehe auch
- Direkte Abbildung extrasolarer Planeten
- Liste der extrasolaren Planeten
- Liste der Sternensysteme innerhalb von 25–30 Lichtjahren
