Звезда Тигардена

Звезда Тигардена (SO25300.5+165258) — одиночная звезда в созвездии Овна. Находится на расстоянии ~12,5 световых лет от Солнца.

Звезда Тигардена
Звезда
RedDwarfNASA.jpg
Звезда Тигардена в представлении художника
История исследования
Дата открытия сентябрь 2003[1]
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000.0)
Прямое восхождение 02ч 53м 0,85с
Склонение +16° 52′ 53,30″
Расстояние 12,497 ± 0,013 св. года (3,831 ± 0,004 пк)
Видимая звёздная величина (V) +15,08
Созвездие Овен
Астрометрия
Лучевая скорость (Rv) +68,375 км/c
Собственное движение
 • прямое восхождение +3 429,53 ± 0,33 mas в год
 • склонение −3 806,16 ± 0,31 mas в год
Параллакс (π) 261,01 ± 0,27 mas
Абсолютная звёздная величина (V) +17,2 [2]
Спектральные характеристики
Спектральный класс M7,0V
Показатель цвета
 • B−V 2,11
Переменность вращающаяся переменная[d][6]
Физические характеристики
Масса 0,089 ± 0,009 M
Радиус 0,107 ± 0,004; 0,127 ± 0,004 R
Возраст > 8⋅109 лет
Температура 2 904 ± 51 K
Светимость 0,00073 ± 0,00001 L
Металличность -0,19 ± 0,16
Информация в базах данных
SIMBAD данные
Источники: [3][4][5]
Wikidata-logo S.svg Информация в Викиданных ?

Открыта в сентябре 2003 года в ходе программы поиска быстро движущихся белых карликов. Названа в честь руководителя программы поиска Боннарда Тигардена[en][1].

У звезды обнаружены две экзопланеты в зоне обитаемости.

Характеристики

Звезда Тигардена — это тусклый красный карлик (светимость более чем в 1000 раз меньше солнечной) спектрального класса M7,0. Радиус звезды почти в 10 раз меньше солнечного, а масса составляет ~9% от массы Солнца[4]. Это значение близко к границе масс между красными и коричневыми карликами[7], но тем не менее выше ее.

Звезда не была открытa раньше из-за присущей таким объектам низкой температуры[8]: ее видимая звездная величина составляет лишь 15,4[4] (абсолютная - 17,47[9]). Как и большинство красных и коричневых карликов, она излучает большую часть энергии в инфракрасном диапазоне[10].

Согласно первым измерениям, ее параллакс составил 0,43 ± 0,13 угловых секунд. Это значение соответствовало бы расстоянию до звезды лишь в 7,5 световых лет, то есть она была бы третьей по расстоянию звездной системой от Солнца (между звездой Барнарда и звездой Вольф 359)[1]. Однако даже в то время из аномально низкой светимости (соответствующая абсолютная звездная величина составляла бы 18,5) и большой неопределенности параллакса следовало, что на самом деле она расположена несколько дальше. В 2009 году американский астроном Джордж Гейтвуд[en] произвёл более точное измерения параллакса и получил величину 0,2593 угловых секунд, на основе которой было рассчитано значение расстояния в 12,578 световых лет[11]. Наконец, в 2018 году с помощью телескопа «Gaia» значение параллакса было ещё немного уточнено до 0,261 угловых секунд[5], что соответствует расстоянию в 3,831 парсек или 12,497 световых лет.

Расчёты показали, что звезда Тигардена является довольно старой (8-10 млрд лет) и принадлежит к области толстого диска Млечного пути, однако не обладает типичной для холодных звёзд M класса высокой магнитной активностью, а также имеет низкую скорость вращения - период составляет более 100 дней[4].

Планетная система

В 2019 году было объявлено об открытии в Обсерватории Кала-Альто в рамках проекта CARMENES с помощью метода радиальных скоростей двух землеподобных планет в обитаемой зоне в системе звезды Тигардена[4][12][13][14].

Планета Масса, M Параметры орбиты
Большая полуось, а. е. Период, дней Эксцентриситет Температуры на поверхности, °С Инсоляция Индекс подобия Земле
b 1,25+0,68
−0,22
0,0252+0,0008
−0,0009
4,9100 ± 0,0014 0,00 0-50 1,15 ± 0,08 0,94
c 1,33+0,71
−0,25
0,0443+0,0014
−0,0015
11,409 ± 0,009 0,00 -47 0,37 ± 0,03 0,8


Внутренняя планета, Teegarden b, находится на расстоянии 0,0252 а.е. от материнской звезды, то есть примерно в 15 раз меньше расстояния от Солнца до ближайшей к нему планеты — Меркурия, год на ней длится чуть менее 5 земных суток, а масса оценивается в 1,05M[4][13].

Внешняя планета, Teegarden c, имеет массу 1,33M, радиус орбиты 0,0443 а. е. (8,5 раз меньше расстояния от Меркурия до Солнца), по которой совершает полный оборот за 11,4 земных суток[4][13].

Орбиты обеих планет практически идеально круговые[4]. И имея столь малые радиусы, учитывая достаточно большой возраст звезды, обе они, скорее всего, являются синхронными[14].

Поскольку значения радиусов планет с помощью метода радиальных скоростей получить невозможно, имеются лишь приближённые оценки, которые, в зависимости от возможного состава, различаются почти в 3 раза. Это даёт и большой разброс при вычислении комплексной характеристики — индекса подобия Земле. Для каменистого состава её величина весьма велика — 0,8 для внешней планеты и 0,94 для внутренней — это самое высокое на 2019 год значение. Однако при расчёте этого индекса не учитывается, в частности, спектральное распределение излучения материнской звезды и, как следствие, состав атмосферы планеты[4].

Само наличие атмосферы у планеты в системе красного карлика, особенно приливно захваченной, является предметом споров: вспышки жёсткого УФ-излучения могут приводить к её диссипации[13][14], с другой стороны, на ранних этапах эволюции звезды, когда такие вспышки являлись более частыми и мощными, планета могла обладать и более сильным магнитным полем, защищающим атмосферу, к тому же, за счёт выброса газов в ходе геологических процессов атмосфера могла сформироваться вторично. Далее, для синхронно вращающихся планет, согласно выводам ряда авторов, существенна вероятность того, что атмосферная циркуляция прекратится и жидкая вода не сможет существовать на ночной стороне, однако результаты моделирования, опубликованные другими специалистами, свидетельствуют, что при наличии даже тонкой (10 % земной) атмосферы шанс сохранения возможности переноса воздушных потоков и жидкой воды на поверхности весьма велик[14].

Если атмосфера всё-таки присутствует, климат тем не менее может варьироваться в широких пределах, в зависимости от её состава и интенсивности циркуляции потоков[14]. Так, водяной пар в её составе может стать причиной бесконтрольного парникового эффекта, который для более лёгких звёзд начинается при более низких значениях инсоляции[4]. Также следует учитывать степень экранирования и альбедо[14].

Беря в расчёт все вышеобозначенные факторы, учёные из Израиля в результате аналитического моделирования пришли к выводу, что при однородном распределении температур по поверхности планеты Teegarden b окажется в обитаемой зоне при инсоляции от 0,7 до 1,6 соответствующего значения для Земли, а Teegarden c — от 2,2 до 5 земных, в случае же более медленного выравнивания температур этот диапазон может быть даже ещё шире: при уровне получаемого излучения 0,3-15 GSC по крайней мере одна из двух планет гипотетически попадает в обитаемую зону[14]. Учёные же из группы CARMENES в своей публикации дают конкретные значения инсоляции — 1,15 земной для внутренней планеты и 0,37 для внешней и соответствующие значения равновесной температуры на поверхности — 0-50 °С и −47 °С, при условии наличия плотных атмосфер, аналогичных земной[4][13]. Между тем, если рассматривать положение планет в рамках концепции обитаемой зоны на диаграмме «Эффективная температура материнской звезды — поток падающего излучения», то Teegarden b окажется за границей консервативной обитаемой зоны, хотя и близко к ней и всё ещё в пределах оптимистической обитаемой зоны. При этом Teegarden c находится (с запасом) внутри консервативной обитаемой зоны[4].

Таким образом, система звезды Тигардена стала 4-й по счету (после Проксимы Центавра, Тау Кита и звезды Лейтена) от Солнечной системы с потенциально обитаемыми планетами. Однако, по словам исследователей из проекта CARMENES, это ближайшая система, в которой более одной планеты получают столько же излучения от своей звезды, сколько Земля и Марс от Солнца. Обе открытые планеты добавлены в каталог потенциально обитаемых миров, который после этого стал включать 52 объекта. Они стали одними из наиболее лёгких экзопланет, известных на 2019 год[13]. Teegarden b и Teegarden c стали первыми планетами с массами порядка земной в системе очень холодного карлика, для которых значения масс были определены с помощью метода радиальных скоростей[4], а сама звезда Тигардена — самой лёгкой из тех, в чьих системах открыты планеты, массы которых при этом были измерены непосредственно[12].

Примечательно, что в то время как в силу ориентации плоскости их орбит относительно земной орбиты вокруг Солнца наблюдать их транзиты (прохождения по диску звезды) невозможно ни с Земли, ни с Марса, с самих этих экзопланет с 2044 по 2496 гг. гипотетически возможно будет наблюдать транзиты Земли и других планет Солнечной системы[4][12].

Ближайшее окружение звезды

Следующие звёздные системы находятся на расстоянии в пределах 10 световых лет от Звезды Тигардена:

Звезда Спектральный класс Расстояние, св. лет
L 1159-16 M4,5 Ve 4,0
ε Эридана K2 V 5,8
τ Кита G8 Vp 7,7
Звезда ван Маанена DZ7[15] 7,8
Лейтен 726-8 AB M4,6 Ve / M6,0 V 8,0
ο2 Эридана ABC M4,6 Ve / M6,0 V / M 8,7
YZ Кита M4,5 Ve 8,8
Грумбридж 34 AB M1.3 V / M3.8 Ve 8,9
Росс 248 M4,9-5,5 Ve 9,7

См. также

Примечания

  1. 1 2 3 Teegarden, B. J. et al. Discovery of a New Nearby Star (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2003. — 20 May (vol. 589, no. 1). — P. L51—L53. — DOI:10.1086/375803. — Bibcode2003ApJ...589L..51T. — arXiv:astro-ph/0302206.
  2. «The Solar Neighborhood. XVII. Parallax Results from the CTIOPI 0.9 m Program: 20 New Members of the RECONS 10 Parsec Sample» — декабрь 2006 «The Astronomical Journal», Том 132, выпуск 6, стр. 2360.
  3. SIMBAD (англ.). — Звезда Тигардена в базе данных SIMBAD. Дата обращения 2 декабря 2009.
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Caballero, J. A.; Reiners, A.; Ribas, I.; Dreizler, S.; Zechmeister, M. et al. The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs. Two temperate Earth-mass planet candidates around Teegarden's Star (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — 2019. — 12 June. — ISSN 0004-6361. — DOI:10.1051/0004-6361/201935460.
  5. 1 2 Gaia Archive (англ.). European Space Agency (ESA) (2018). Дата обращения 2 июня 2019.
  6. Newton E. R. The rotation and galactic kinematics of mid M dwarfs in the solar neighborhood // Astrophys. J. / E. VishniacIOP Publishing, 2016. — Vol. 821, Iss. 2. — P. 93. — ISSN 0004-637X; 1538-4357doi:10.3847/0004-637X/821/2/93
  7. A. Burrows, W. B. Hubbard, D. Saumon, J. I. Lunine. An expanded set of brown dwarf and very low mass star models (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 1993. — March (vol. 406, no. 1). — P. 158—171. — ISSN 1538-4357 0004-637X, 1538-4357. — DOI:10.1086/172427. — Bibcode1993ApJ...406..158B.
  8. Reid, Neill I. & Hawley, Suzanne L. (2013), New Light on Dark Stars: Red Dwarfs, Low-Mass Stars, Brown Dwarfs, Springer Praxis Books, с. 342, ISBN 978-1-4471-3663-7, <https://books.google.com/books?id=04_aBwAAQBAJ&pg=PA342> 
  9. Henry, Todd J.; Jao, Wei-Chun; Subasavage, John P. & Beaulieu, Thomas D. (December 2006), "The Solar Neighborhood. XVII. Parallax Results from the CTIOPI 0.9 m Program: 20 New Members of the RECONS 10 Parsec Sample", The Astronomical Journal Т. 132 (6): 2360–2371, DOI 10.1086/508233 .
  10. Kaler, James B. (2011), Stars and Their Spectra: An Introduction to the Spectral Sequence, Cambridge University Press, с. 126, 132, ISBN 978-0-521-89954-3, <https://books.google.com/books?id=ZEKO2pzuRHoC&pg=PA126> 
  11. George Gatewood (англ.); Louis Coban. Allegheny Observatory Parallaxes for Late M Dwarfs and White Dwarfs (англ.) // The Astronomical Journal : journal. — IOP Publishing, 2009. — January (vol. 137, no. 1). — P. 402—405. — DOI:10.1088/0004-6256/137/1/402. — Bibcode2009AJ....137..402G.
  12. 1 2 3 University of Göttingen. View of the Earth in front of the Sun - International research team discovers two new Earth-like planets near Teegarden's star, EurekAlert! (18 июня 2019). Дата обращения 18 июня 2019.
  13. 1 2 3 4 5 6 У звезды Тигардена обнаружено два аналога Земли. Красный карлик расположен всего в 12,5 светового года от Земли в направлении созвездия Овна. in-space.ru (18 июня 2019). Дата обращения 29 июня 2019.
  14. 1 2 3 4 5 6 7 Amri Wandel & Lev Tal-Or (2019), "On the Habitability of Teegarden's Star planets", arΧiv:1906.07704v2 [astro-ph.EP] 
  15. Van Maanen Star — White Dwarf (англ.). Дата обращения 16 июля 2010. Архивировано 2 апреля 2012 года.

Ссылки