PDS 70

PDS 70
	Dane obserwacyjne (J2000)
Gwiazdozbiór	Centaur
Rektascensja	14h 08m 10,155s
Deklinacja	−41° 23′ 52,58″
Paralaksa (π)	0,008816 ± 0,000040″
Odległość	370,0 ± 1,7 ly; 113,43 ± 0,52 pc
Wielkość obserwowana ; (pasmo V)	12,18 ± 0,06m
Ruch własny (RA)	−29,661 ± 0,066 mas/rok
Ruch własny (DEC)	−23,823 ± 0,064 mas/rok
Prędkość radialna	3,1 ± 1,4 km/s
	Charakterystyka fizyczna
Rodzaj gwiazdy	gwiazda typu T Tauri
Typ widmowy	K7 IVe III
Masa	0,76 ± 0,02 M☉
Promień	1,26 ± 0,15 R☉
Wiek	5,4 ± 1,0 mln
Temperatura	3972 ± 36 K
Alternatywne oznaczenia
	2MASS: J14081015-4123525
	Cordoba Durchmusterung: CD −40 8434
	V1032 Centauri
	Multimedia w Wikimedia Commons

PDS 70 (V1032 Centauri) – gwiazda w gwiazdozbiorze Centaura. Znajduje się około 370 lat świetlnych od Słońca, ma układ planetarny.

Charakterystyka

Jest to bardzo młoda gwiazda T Tauri, o masie 0,76 M_☉ i wieku około 5,4 miliona lat^[2]. Gwiazda ma dysk protoplanetarny zawierający dwie rodzące się egzoplanety, oznaczone symbolami PDS 70b i PDS 70c, które zostały bezpośrednio sfotografowane przez Very Large Telescope (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego. PDS 70b była pierwszą potwierdzoną protoplanetą zanurzoną w wyrwie w dysku, która została bezpośrednio zobrazowana – wcześniej obserwowano tylko struktury w dyskach^[3].

Układ planetarny i dysk

Dysk protoplanetarny wokół PDS 70 z planetą PDS 70b (po prawej), zdjęcie z 2018 roku

Obraz dysku protoplanetarnego z widocznym mniejszym dyskiem wokół planety PDS 70c (ALMA, 2021)

Dysk protoplanetarny wokół PDS 70 został po raz pierwszy zauważony w 1992 roku; obserwację, wraz ze strukturą podobną do dżetu, potwierdzono w 2006 roku^[4]. Dysk ma promień około 140 au. W 2012 r. odkryto dużą lukę (ok. 65 au) w dysku, którą uznano za spowodowaną formowaniem się planet^[5].

Później okazało się, że luka ma wiele obszarów: duże ziarna pyłu były nieobecne do 80 au, podczas gdy małe ziarna pyłu były nieobecne tylko do wcześniej obserwowanych 65 au. W ogólnym kształcie szczeliny występuje asymetria; czynniki te wskazują, że prawdopodobnie istnieje wiele planet wpływających na kształt szczeliny i rozkład pyłu^[6].

W wynikach badań opublikowanych w 2018 roku planeta w dysku, oznaczona jako PDS 70b, została sfotografowana przez VLT. Szacuje się, że ma masę kilka razy większą niż Jowisz, temperaturę około 1000 °C oraz atmosferę z chmurami; jej orbita ma przybliżony promień 3,22 mld km (21,5 au), a jeden obieg gwiazdy zajmuje jej około 120 lat ziemskich. Modelowanie przewidziało, że planeta nabyła własny dysk akrecyjny. Dysk akrecyjny został potwierdzony obserwacyjnie w 2019 r.^[7], tempo akrecji zostało zmierzone na co najmniej 5×10⁻⁷ mas Jowisza (M_J) rocznie^[8]. Badanie z 2021 r. nowszymi metodami i danymi sugerowało mniejszy wskaźnik akrecji wynoszący 1,4 ± 0,2×10⁻⁸ M_J/rok^[9]. Nie jest jasne, jak pogodzić te wyniki ze sobą i z istniejącymi modelami akrecji planetarnej; przyszłe badania nad mechanizmami akrecji i emisją H_α powinny rozwiać te wątpliwości^[10]. Optycznie gruby promień dysku akrecyjnego wynosi 3,0 ± 0,2 R_J, jest znacznie większy niż sama planeta. Jego temperatura efektywna wynosi 1193 ± 20 K.

W badaniach naukowców pod kierownictwem Caltech w Obserwatorium WM Kecka na Mauna Kea, opublikowanych w maju 2020 r. obrazy dysku i planety zostały rozdzielone^[11].

Widmo emisyjne planety PDS 70 b jest szare i pozbawione cech charakterystycznych, a do 2021 r. nie wykryto żadnych molekularnych indywiduów chemicznych^[12].

Druga planeta, nazwana PDS 70c, została odkryta w 2019 roku za pomocą zintegrowanego spektrografu pola MUSE VLT. Planeta krąży wokół swojej gwiazdy po orbicie o promieniu 5,31 mld km (35,5 au), dalej niż PDS 70b. PDS 70c znajduje się w rezonansie orbitalnym zbliżonym do 1:2 z PDS 70b, co oznacza, że PDS 70c wykonuje prawie jeden obrót, gdy PDS 70b wykonuje prawie dwa.

Towarzysz	Masa (M_J)	Okres orbitalny (dni)	Półoś wielka (au)	Ekscentryczność
b^[2]	7,0 ± 2,0	45 100 ⁺³⁶⁰⁰₋₁₈₀₀	22,7 ^+2,0_−0,5	—
c^[13]	4,4 ± 1,1	69 900 ⁺⁵⁸⁰⁰_−11 500	30,2 ^+2,0_−2,4	—

Dysk okołoplanetarny

W lipcu 2021 roku astronomowie korzystający z Atacama Large Millimeter Array (ALMA) poinformowali o pierwszym w historii wykryciu dysku okołoplanetarnego tworzącego księżyc. Dysk został wykryty wokół PDS 70c, wokół PDS 70b nie wykryto sygnału wskazującego na jego obecność^[14].

Przypisy

↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h CD-40 8434 w bazie SIMBAD (ang.)
↑ ^a ^b ^c ^d ^e PDS 70 b w serwisie The Extrasolar Planets Encyclopaedia (ang.) [dostęp 2021-07-31]
↑ Teleskop VLT uzyskał pierwsze potwierdzone zdjęcie niedawno narodzonej planety. Europejskie Obserwatorium Południowe, 2018-07-02. [dostęp 2021-08-07]. (pol.).
↑ P.P. Riaud P.P. i inni, Coronagraphic imaging of three weak-line T Tauri stars: evidence of planetary formation around PDS 70, „Astronomy & Astrophysics”, 1, 458, 2006, s. 317–325, DOI: 10.1051/0004-6361:20065232, Bibcode: 2006A&A...458..317R (ang.).
↑ JunJ. Hashimoto JunJ. i inni, Polarimetric Imaging of Large Cavity Structures in the Pre-transitional Protoplanetary Disk around PDS 70: Observations of the disk, „The Astrophysical Journal Letters”, 1, 758, 2012, L19, DOI: 10.1088/2041-8205/758/1/L19, Bibcode: 2012ApJ...758L..19H, arXiv:1208.2075 (ang.).
↑ J.J. Hashimoto J.J. i inni, The Structure of Pre-Transitional Protoplanetary Disks. II. Azimuthal Asymmetries, Different Radial Distributions of Large and Small Dust Grains in PDS 70, „The Astrophysical Journal”, 1, 799, 2015, s. 43, DOI: 10.1088/0004-637X/799/1/43, Bibcode: 2015ApJ...799...43H, arXiv:1411.2587 (ang.).
↑ Valentin Christiaens, Faustine Cantalloube, Simon Casassus, Daniel J. Price, Olivier Absil, Christophe Pinte, Julien Girard, Matias Montesinos. Evidence for a Circumplanetary Disk around Protoplanet PDS 70 b. „The Astrophysical Journal Letters”, 3 czerwca 2019. DOI: 10.3847/2041-8213/ab212b. arXiv:1905.06370. Bibcode: 2019ApJ...877L..33C.
↑ Jun Hashimoto, Yuhiko Aoyama, Mihoko Konishi, Taichi Uyama, Shinsuke Takasao, Masahiro Ikoma, Takayuki Tanigawa. Accretion Properties of PDS 70b with MUSE. „The Astrophysical Journal Letter”, 22 kwietnia 2020. DOI: 10.3847/1538-3881/ab811e. arXiv:2003.07922.
↑ Yifan Zhou, Brendan P. Bowler, Kevin R. Wagner, Glenn Schneider, Dániel Apai, Adam L. Kraus, Laird M. Close, Gregory J. Herczeg, Min Fang. Hubble Space Telescope UV and Hα Measurements of the Accretion Excess Emission from the Young Giant Planet PDS 70 b. „The Astrophysical Journal Letters”, 28 kwietnia 2021. DOI: 10.3847/1538-3881/abeb7a. arXiv:2104.13934.
↑ ...and that’s lower than super-Jupiter gas giant planet formation models predict. (w: Chris Gebhardt & Haygen Warren: With Hubble, astronomers use UV light for first time to measure a still-forming planet’s growth rate. 13 maja 2021.).
↑ Agnieszka Nowak: Astronomowie potwierdzają istnienie dwóch olbrzymich nowo narodzonych planet w układzie PDS 70. Urania – Postępy Astronomii, 2020-05-20. [dostęp 2021-07-31]. (pol.).
↑ G.G. Cugno G.G. i inni, Molecular mapping of the PDS70 system: No molecular absorption signatures from the forming planet PDS70 b, „Astronomy & Astrophysics”, arXiv:2106.03615 .
↑ PDS 70 c w serwisie The Extrasolar Planets Encyclopaedia (ang.) [dostęp 2021-07-31]
↑ Astronomowie dokonali pierwszej wyraźnej detekcji dysku wokół egzoplanety, w którym tworzą się księżyce. Europejskie Obserwatorium Południowe, 2021-07-22. [dostęp 2021-07-31]. (pol.).

Bibliografia

Radek Kosarzycki: Długo nie trzeba było czekać. Astronomowie odkrywają pierwszy formujący się egzoksiężyc. Spider’s Web, 2021-07-22. [dostęp 2021-07-23]. (pol.).

[simbad-1] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h CD-40 8434 w bazie SIMBAD (ang.)

[exo_b-2] PDS 70 b w serwisie The Extrasolar Planets Encyclopaedia (ang.) [dostęp 2021-07-31]

[ESO1821-3] Teleskop VLT uzyskał pierwsze potwierdzone zdjęcie niedawno narodzonej planety. Europejskie Obserwatorium Południowe, 2018-07-02. [dostęp 2021-08-07]. (pol.).

[Riaud2006-4] P.P. Riaud P.P. i inni, Coronagraphic imaging of three weak-line T Tauri stars: evidence of planetary formation around PDS 70, „Astronomy & Astrophysics”, 1, 458, 2006, s. 317–325, DOI: 10.1051/0004-6361:20065232, Bibcode: 2006A&A...458..317R (ang.).

[Hashimoto2012-5] JunJ. Hashimoto JunJ. i inni, Polarimetric Imaging of Large Cavity Structures in the Pre-transitional Protoplanetary Disk around PDS 70: Observations of the disk, „The Astrophysical Journal Letters”, 1, 758, 2012, L19, DOI: 10.1088/2041-8205/758/1/L19, Bibcode: 2012ApJ...758L..19H, arXiv:1208.2075 (ang.).

[Hashimoto2015-6] J.J. Hashimoto J.J. i inni, The Structure of Pre-Transitional Protoplanetary Disks. II. Azimuthal Asymmetries, Different Radial Distributions of Large and Small Dust Grains in PDS 70, „The Astrophysical Journal”, 1, 799, 2015, s. 43, DOI: 10.1088/0004-637X/799/1/43, Bibcode: 2015ApJ...799...43H, arXiv:1411.2587 (ang.).

[AJL19-7] Valentin Christiaens, Faustine Cantalloube, Simon Casassus, Daniel J. Price, Olivier Absil, Christophe Pinte, Julien Girard, Matias Montesinos. Evidence for a Circumplanetary Disk around Protoplanet PDS 70 b. „The Astrophysical Journal Letters”, 3 czerwca 2019. DOI: 10.3847/2041-8213/ab212b. arXiv:1905.06370. Bibcode: 2019ApJ...877L..33C.

[AJL20-8] Jun Hashimoto, Yuhiko Aoyama, Mihoko Konishi, Taichi Uyama, Shinsuke Takasao, Masahiro Ikoma, Takayuki Tanigawa. Accretion Properties of PDS 70b with MUSE. „The Astrophysical Journal Letter”, 22 kwietnia 2020. DOI: 10.3847/1538-3881/ab811e. arXiv:2003.07922.

[AJL21-9] Yifan Zhou, Brendan P. Bowler, Kevin R. Wagner, Glenn Schneider, Dániel Apai, Adam L. Kraus, Laird M. Close, Gregory J. Herczeg, Min Fang. Hubble Space Telescope UV and Hα Measurements of the Accretion Excess Emission from the Young Giant Planet PDS 70 b. „The Astrophysical Journal Letters”, 28 kwietnia 2021. DOI: 10.3847/1538-3881/abeb7a. arXiv:2104.13934.

[NASA-10] ...and that’s lower than super-Jupiter gas giant planet formation models predict. (w: Chris Gebhardt & Haygen Warren: With Hubble, astronomers use UV light for first time to measure a still-forming planet’s growth rate. 13 maja 2021.).

[urania2020-11] Agnieszka Nowak: Astronomowie potwierdzają istnienie dwóch olbrzymich nowo narodzonych planet w układzie PDS 70. Urania – Postępy Astronomii, 2020-05-20. [dostęp 2021-07-31]. (pol.).

[AA21-12] G.G. Cugno G.G. i inni, Molecular mapping of the PDS70 system: No molecular absorption signatures from the forming planet PDS70 b, „Astronomy & Astrophysics”, arXiv:2106.03615 .

[exo_c-13] PDS 70 c w serwisie The Extrasolar Planets Encyclopaedia (ang.) [dostęp 2021-07-31]

[ESO2111-14] Astronomowie dokonali pierwszej wyraźnej detekcji dysku wokół egzoplanety, w którym tworzą się księżyce. Europejskie Obserwatorium Południowe, 2021-07-22. [dostęp 2021-07-31]. (pol.).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]