Upsilon Andromedae b

Введение

Внесолнечная планета в созвездии Андромеды

Открытие

Упсилон Андромеды b был обнаружен изменениями радиальной скорости звезды, вызванными гравитацией планеты. Эти изменения были обнаружены путем проведения чувствительных измерений доплеровского смещения спектра Упсилона Андромеды. О существовании планеты было объявлено в январе 1997 года вместе с 55 Cancri b и планетой, вращающейся вокруг Тау-Бойтиса. Как и 51 Пегаси b, первая экзопланета, обнаруженная вокруг обычной звезды, Упсилон Андромеды b вращается очень близко к своей звезде, ближе, чем Меркурий к Солнцу. Планете требуется 4,617 дней, чтобы завершить орбиту, с полуоси 0,0595 а.е. Ограничение метода радиальной скорости, используемого для обнаружения Упсилона Андромеды b, заключается в том, что можно найти только нижнюю границу массы. Истинная масса может быть намного больше в зависимости от наклона орбиты. Масса и наклон 24° были позже обнаружены при помощи спектроскопии высокого разрешения. Разница температур привела к предположению, что Упсилон Андромеды b приливно-заперт с одной и той же стороной, всегда обращенной к Упсилон Андромеде А. Дэвид Сударский, исходя из предположения, что планета похожа на Юпитер по составу и что ее окружающая среда близка к химическому равновесию, предсказал, что у Упсилон Андромеды b будут отражающие облака силикатов и железа в верхних слоях атмосферы. Облачная палуба вместо этого поглощает излучение звезды; между этим и горячим газом высокого давления, окружающим мантию, существует стратосфера более холодного газа. Предполагается, что внешняя оболочка темного, непрозрачного, горячего облака состоит из оксидов ванадия и титана, но другие соединения, такие как толины, пока не могут быть исключены. Химические элементы в атмосфере могут быть изучены путем нахождения их линий поглощения в тепловом спектре планеты; при типичных температурах планеты, спектр имеет пик в инфракрасных длинах волн. Пока что на этой планете обнаружено только водяной пар, в то время как углекислый газ и метан все еще находятся под пределом обнаружения. Планета (с 51 Пегаси b) была признана кандидатом для прямого визуализации Planetpol. Предварительные результаты поляриметрических исследований показывают, что планета имеет преимущественно синий цвет, в 1,36 раза больше и в 0,74 раза массивнее Юпитера, а это означает, что средняя плотность составляет 0,36 г/см3. Его геометрическое альбедо в видимом свете составляет 0,35. В 2016-2017 годах было заявлено о прямом обнаружении планетарного теплового излучения, но обнаружение было поставлено под сомнение в 2021 году. Модели приливного нагрева предсказывают аналогичную массу для планеты.

Upsilon Andromedae b was detected by the variations in its star's radial velocity caused by the planet's gravity. The variations were detected by making sensitive measurements of the Doppler shift of Upsilon Andromedae's spectrum. The planet's existence was announced in January 1997, together with 55 Cancri b and the planet orbiting Tau Boötis. Like 51 Pegasi b, the first extrasolar planet discovered around a normal star, Upsilon Andromedae b orbits very close to its star, closer than Mercury does to the Sun. The planet takes 4.617 days to complete an orbit, with a semimajor axis of 0.0595 AU. A limitation of the radial velocity method used to detect Upsilon Andromedae b is that only a lower limit on the mass can be found. The true mass may be much greater depending on the inclination of the orbit. A mass of and an inclination of 24° were later found using high resolution spectroscopy. The temperature difference has led to speculation that Upsilon Andromedae b is tidal locked with the same side always facing Upsilon Andromedae A.

David Sudarsky had, on the assumption that the planet is similar to Jupiter in composition and that its environment is close to chemical equilibrium, predicted Upsilon Andromedae b to have reflective clouds of silicates and iron in its upper atmosphere. The cloud deck instead absorbs the star's radiation; between that and the hot, high pressure gas surrounding the mantle, exists a stratosphere of cooler gas. The outer shell of dark, opaque, hot cloud is assumed to consist of vanadium and titanium oxides, but other compounds like tholins cannot be ruled out yet. The chemical elements in the atmosphere can be studied by finding their absorption lines in the thermal spectrum of the planet; given typical planet temperatures, the spectrum has its peak at infrared wavelengths. So far, only water vapor has been detected in this planet, while carbon monoxide and methane are still under the detection limit. The planet (with 51 Pegasi b) was deemed a candidate for direct imaging by Planetpol. Preliminary results from polarimetric studies indicate that the planet has a predominately blue color, is 1.36 times as large and 0.74 times as massive as Jupiter, meaning that the mean density is 0.36g/cm3. It has a geometric albedo of 0.35 in visible light. In 2016–2017 the direct detection of the planetary thermal emission was claimed, but the detection was questioned in 2021. Tidal heating models predict a similar mass for the planet.

Звезда-хозяин

Планета вращается вокруг звезды (типа F) по имени Титавин (Upsilon Andromedae A). Звезда имеет массу 1,27 и радиус около 1,48 Она имеет температуру 6,074 К и возраст 3,12 миллиарда лет. Для сравнения, Солнцу около 4,6 миллиарда лет. Звезда слегка богата металлами, с металличностью ([Fe/H]) 0,09, или около 123% от количества Солнца. Его яркость в 3,57 раза больше яркости Солнца. Видимое значение звезды, или как ярко она выглядит с точки зрения Земли, составляет 4,09. Поэтому Упсилон Андромеды можно увидеть невооруженным глазом.

Влияние на родительскую звезду

Upsilon Andromedae b, по-видимому, отвечает за повышенную хромосферную активность на своей родительской звезде. Наблюдения показывают, что на звезде есть "горячее пятно" примерно в 169 градусах от субпланетной точки. Это может быть результатом взаимодействия магнитных полей планеты и звезды. Механизм может быть похож на тот, который отвечает за активность RS Canum Venaticorum переменных звезд, или взаимодействие между Юпитером и его спутником Ио.