Данные наблюдений Эпоха J2000.0 Равноденствие J2000.0 | |
---|---|
Созвездие | Эридан |
Произношение | / ˈ р ɑː н / |
прямое восхождение | 03 ч 32 м 55,84496 с [1] |
Склонение | −09° 27′ 29.7312″ [1] |
Видимая звездная величина (V) | 3.736 [2] |
Характеристики | |
Спектральный тип | К2В [3] |
Видимая величина (B) | 4.61 [4] |
Видимая звездная величина (V) | 3.73 [4] |
Видимая звездная величина (J) | 2,228 ± 0,298 [5] |
Видимая звездная величина (H) | 1,880 ± 0,276 [5] |
Видимая звездная величина (К) | 1,776 ± 0,286 [5] |
Цветовой индекс U−B | +0,571 [2] |
Цветовой индекс B−V | +0,887 [2] |
Тип переменной | BY Dra [4] [6] |
Астрометрия | |
Радиальная скорость (R v ) | +16,376 ± 0,0019 [7] км/с |
Собственное движение (μ) | RA: −975,17 [1] мсек / год Декабрь: 19,49 [1] мсек / год |
Параллакс (π) | 311,37 ± 0,11 мсд [8] |
Расстояние | 10,475 ± 0,004 световых лет (3,212 ± 0,001 пк ) |
Абсолютная величина (M V ) | 6.19 [9] |
Подробности | |
Масса | 0,82 ± 0,02 [10] [11] М ☉ |
Радиус | 0,738 ± 0,003 [12] Р ☉ |
Светимость | 0,32 ± 0,01 [12] Л ☉ |
Поверхностная гравитация (log g ) | 4,63 ± 0,01 [13] сгс |
Температура | 5049 ± 48 [12] К |
Металличность [Fe/H] | −0,08 ± 0,01 [13] декс |
Вращение | 11,4 дня [14] |
Скорость вращения ( v sin i ) | 2,4 ± 0,5 [15] км/с |
Возраст | 400–800 [16] млн. лет |
Другие обозначения | |
Ссылки на базы данных | |
СИМБАД | Звезда |
планета б | |
планета с |
Эпсилон Эридана ( латинизировано от ε Eridani ), собственное имя Ран , [17] — звезда в южном созвездии Эридана . При склонении −9,46° она видна с большей части поверхности Земли. Расположенная на расстоянии 10,5 световых лет (3,2 парсека ) от Солнца , она имеет видимую величину 3,73, что делает ее третьей по близости отдельной звездой (или звездной системой ), видимой невооруженным глазом .
Возраст звезды оценивается менее чем в миллиард лет. [18] Эта относительная молодость дает Эпсилон Эридана более высокий уровень магнитной активности, чем у Солнца , со звездным ветром в 30 раз сильнее. Период вращения звезды составляет 11,2 дня на экваторе. Эпсилон Эридана меньше и менее массивен, чем Солнце, и имеет более низкий уровень элементов тяжелее гелия . [19] Это звезда главной последовательности спектрального класса K2 с эффективной температурой около 5000 К (8500 °F ), что придает ей оранжевый оттенок. Она является кандидатом в члены движущейся группы звезд Большой Медведицы , которые имеют схожее движение через Млечный Путь , что подразумевает, что эти звезды имеют общее происхождение в рассеянном скоплении .
Периодические изменения лучевой скорости Эпсилон Эридана дали доказательства существования гигантской планеты, вращающейся вокруг нее, обозначенной как Эпсилон Эридана b . [20] Первоначально открытие планеты было спорным, [21] но большинство астрономов теперь считают планету подтвержденной. В 2015 году планете было дано собственное имя AEgir [ sic ]. [22] Планетная система Эпсилон Эридана также включает в себя диск обломков, состоящий из аналога пояса Койпера в 70 а.е. от звезды и теплой пыли между 3 а.е. и 20 а.е. от звезды. [23] [24] Разрыв в диске обломков между 20 и 70 а.е. подразумевает вероятное существование внешних планет в системе.
Как одна из ближайших звезд, подобных Солнцу , [25] Эпсилон Эридана была объектом нескольких наблюдений в поисках внеземного разума . Эпсилон Эридана появляется в научно-фантастических рассказах и предлагалась в качестве пункта назначения для межзвездных путешествий . [26] Из Эпсилон Эридана Солнце будет выглядеть как звезда в созвездии Змеи с видимой величиной 2,4. [примечание 1]
ε Eridani , латинизированная как Epsilon Eridani , является обозначением звезды по Байеру . Несмотря на то, что это относительно яркая звезда, ранние астрономы не дали ей собственного имени . У нее есть несколько других каталожных обозначений . После ее открытия планета была обозначена Epsilon Eridani b , следуя обычной системе обозначений для внесолнечных планет .
Планета и ее звезда-хозяин были выбраны Международным астрономическим союзом (МАС) в рамках конкурса NameExoWorlds по присвоению собственных имен экзопланетам и их звездам-хозяевам, для некоторых систем, у которых еще не было собственных имен. [27] [28] Процесс включал в себя выдвижение кандидатур образовательными группами и публичное голосование за предложенные имена. [29] В декабре 2015 года МАС объявил победившими именами: Ран для звезды и AEgir [ sic ] для планеты. [22] Эти имена были представлены учениками 8-го класса средней школы Mountainside в Колберте, штат Вашингтон , США. Оба имени происходят из скандинавской мифологии : Ран — богиня моря, а Эгир , ее муж, — бог океана. [30]
В 2016 году МАС организовал Рабочую группу по названиям звезд (WGSN) [31] для каталогизации и стандартизации собственных имен звезд. В своем первом бюллетене от июля 2016 года [32] WGSN явно признала названия экзопланет и их звезд-хозяев, которые были получены в результате конкурса. Эпсилон Эридана теперь указан как Ран в Каталоге названий звезд МАС. [17] Профессиональные астрономы в основном продолжают называть эту звезду Эпсилон Эридана. [33]
В китайском языке天苑( Tiān Yuàn ), означающее Небесные Луга , относится к астеризму, состоящему из ε Эридана, γ Эридана , δ Эридана , π Эридана , ζ Эридана , η Эридана , π Кита , τ 1 Эридана , τ 2 Эридана , τ 3 Эридана , τ 4 Эридана , τ 5 Эридана , τ 6 Эридана , τ 7 Эридана , τ 8 Эридана и τ 9 Эридана . [34] Следовательно, китайское название самой ε Эридана —天苑四( Tian Yuàn sì , Четвертая [Звезда] Небесных Лугов.) [35]
Эпсилон Эридана был известен астрономам по крайней мере со II века нашей эры, когда Клавдий Птолемей ( греческий астроном из Александрии , Египет ) включил его в свой каталог из более чем тысячи звезд. Каталог был опубликован как часть его астрономического трактата Альмагест . Созвездие Эридан было названо Птолемеем – Ποταμού ( древнегреческое слово , означающее «река»), а Эпсилон Эридана был указан как его тринадцатая звезда. Птолемей назвал Эпсилон Эридана ό τών δ προηγούμενος ( древнегреческое слово , означающее «предшествующий из четырех») (здесь δ — число четыре). Это относится к группе из четырех звезд в Эридане: γ , π , δ и ε (10–13-я в списке Птолемея). ε является самой западной из них, и, таким образом, первой из четырех в видимом ежедневном движении неба с востока на запад. Современные исследователи каталога Птолемея обозначают ее запись как «P 784» (в порядке появления) и «Eri 13» . Птолемей описал звездную величину как 3. [36] [37]
Эпсилон Эридана был включен в несколько звездных каталогов средневековых исламских астрономических трактатов, которые были основаны на каталоге Птолемея: в «Книгу неподвижных звезд » ас-Суфи , опубликованную в 964 году, «Канон Масуда» аль-Бируни , опубликованный в 1030 году, и « Зидж -и Султани» Улугбека , опубликованный в 1437 году. Оценка ас-Суфи звездной величины Эпсилон Эридана была равна 3. Аль-Бируни цитирует звездные величины из Птолемея и ас-Суфи (для Эпсилон Эридана он приводит значение 4 как для величин Птолемея, так и для величин ас-Суфи; первоначальные значения обеих этих величин равны 3). Его номер в порядке появления - 786. [38] Улугбек провел новые измерения координат Эпсилон Эридана в своей обсерватории в Самарканде и приводит величины из Аль-Суфи (3 для Эпсилон Эридана). Современные обозначения его записи в каталоге Улугбека - "U 781" и "Eri 13" (последнее совпадает с обозначением каталога Птолемея). [36] [37]
В 1598 году Эпсилон Эридана был включен в звездный каталог Тихо Браге , переизданный в 1627 году Иоганном Кеплером как часть его «Таблиц Рудольфинов» . Этот каталог основан на наблюдениях Тихо Браге 1577–1597 годов, в том числе на острове Хвен в его обсерваториях Ураниборг и Стьернеборг . Порядковый номер Эпсилона Эридана в созвездии Эридана был 10, и он был обозначен Quae omnes quatuor antecedit ( на латыни «который предшествует всем четырем»); смысл тот же, что и описание Птолемея. Браге присвоил ему 3-ю звездную величину. [36] [39]
Обозначение Эпсилон Эридана Байером было установлено в 1603 году как часть Uranometria , звездного каталога, созданного немецким небесным картографом Иоганном Байером . Его каталог назначал буквы греческого алфавита группам звезд, принадлежащим к одному и тому же классу визуальной величины в каждом созвездии, начиная с альфа (α) для звезды в самом ярком классе. Байер не пытался упорядочить звезды по относительной яркости внутри каждого класса. Таким образом, хотя Эпсилон является пятой буквой в греческом алфавите, [40] звезда является десятой по яркости в Эридане . [41] В дополнение к букве ε Байер дал ей номер 13 (такой же, как и номер каталога Птолемея, как и многие числа Байера) и описал ее как Decima septima ( по-латыни «семнадцатая»). [примечание 2] Байер присвоил Эпсилон Эридана звездную величину 3. [42]
В 1690 году Эпсилон Эридана был включен в звездный каталог Яна Гевелия . Его порядковый номер в созвездии Эридана был 14, его обозначение было Tertia ( по-латыни «третий»), и ему была присвоена звездная величина 3 или 4 (источники различаются). [36] [43] В звездном каталоге английского астронома Джона Флемстида , опубликованном в 1712 году, Эпсилон Эридана получил обозначение Флемстида 18 Эридана, поскольку он был восемнадцатой каталогизированной звездой в созвездии Эридана в порядке увеличения прямого восхождения . [4] В 1818 году Эпсилон Эридана был включен в каталог Фридриха Бесселя , основанный на наблюдениях Джеймса Брэдли с 1750 по 1762 год, и имел звездную величину 4. [44] Он также появился в каталоге Николя Луи де Лакайля из 398 главных звезд, чья 307-звездная версия была опубликована в 1755 году в Ephémérides des Mouvemens Célestes, pour dix années, 1755–1765 , [45] и чья полная версия была опубликована в 1757 году в Astronomiæ Fundamenta , Париж. [46] В издании 1831 года Фрэнсиса Бейли Эпсилон Эридана имеет номер 50. [47] Лакайль присвоил ему звездную величину 3. [45] [46] [47]
В 1801 году Эпсилон Эридана был включен в Histoire céleste française , каталог Жозефа Жерома Лефрансуа де Лаланда , содержащий около 50 000 звезд, основанный на его наблюдениях 1791–1800 годов, в котором наблюдения расположены во временном порядке. Он содержит три наблюдения Эпсилон Эридана. [примечание 3] [48] В 1847 году Фрэнсис Бейли опубликовал новое издание каталога Лаланда, содержащее большинство его наблюдений, в котором звезды были пронумерованы в порядке прямого восхождения . Поскольку каждое наблюдение каждой звезды было пронумеровано, а Эпсилон Эридана наблюдался три раза, он получил три номера: 6581, 6582 и 6583. [49] (Сегодня номера из этого каталога используются с префиксом «Лаланд» или «Лал». [50] ) Лаланд присвоил Эпсилон Эридана звездную величину 3. [48] [49] Также в 1801 году он был включен в каталог Иоганна Боде , в котором около 17 000 звезд были сгруппированы в 102 созвездия и пронумерованы (Эпсилон Эридана получил номер 159 в созвездии Эридана). Каталог Боде был основан на наблюдениях разных астрономов, включая самого Боде, но в основном на наблюдениях Лаланда и Лакайля (для южного неба). Боде присвоил Эпсилону Эридана величину 3. [51] В 1814 году Джузеппе Пиацци опубликовал второе издание своего звездного каталога (первое издание было опубликовано в 1803 году), основанное на наблюдениях в течение 1792–1813 годов, в котором более 7000 звезд были сгруппированы в 24 часа (0–23). Эпсилон Эридана имеет номер 89 в часе 3. Пиацци присвоил ему величину 4. [52] В 1918 году Эпсилон Эридана появился в Каталоге Генри Дрейпера с обозначением HD 22049 и предварительной спектральной классификацией K0. [53]
На основе наблюдений между 1800 и 1880 годами было обнаружено, что Эпсилон Эридана имеет большое собственное движение по небесной сфере , которое оценивалось в три угловые секунды в год ( угловая скорость ). [54] Это движение означало, что она была относительно близка к Солнцу, [55] что делало ее звездой, представляющей интерес для целей измерения звездного параллакса . Этот процесс включает в себя регистрацию положения Эпсилон Эридана по мере того, как Земля движется вокруг Солнца, что позволяет оценить расстояние до звезды. [54] С 1881 по 1883 год американский астроном Уильям Л. Элкин использовал гелиометр в Королевской обсерватории на мысе Доброй Надежды , Южная Африка, чтобы сравнить положение Эпсилон Эридана с двумя близлежащими звездами. Из этих наблюдений был рассчитан параллакс в 0,14 ± 0,02 угловых секунды . [56] [57] К 1917 году наблюдатели уточнили свою оценку параллакса до 0,317 угловых секунд. [58] Современное значение 0,3109 угловых секунд эквивалентно расстоянию около 10,50 световых лет (3,22 пк). [1]
Основываясь на очевидных изменениях в положении Эпсилон Эридана между 1938 и 1972 годами, Питер ван де Камп предположил, что невидимый компаньон с орбитальным периодом 25 лет вызывал гравитационные возмущения в его положении. [59] Это утверждение было опровергнуто в 1993 году Вульфом-Дитером Хайнцем , а ложное обнаружение было объяснено систематической ошибкой в фотографических пластинках . [60]
Запущенный в 1983 году космический телескоп IRAS обнаружил инфракрасное излучение от звезд, близких к Солнцу, [61] включая избыточное инфракрасное излучение от Эпсилон Эридана. [62] Наблюдения показали, что диск мелкозернистой космической пыли вращается вокруг звезды; [62] этот диск мусора с тех пор был тщательно изучен. Доказательства существования планетной системы были обнаружены в 1998 году путем наблюдения асимметрии в этом пылевом кольце. Сгущение в распределении пыли можно объяснить гравитационным взаимодействием с планетой, вращающейся прямо внутри пылевого кольца. [63]
В 1987 году Брюс Кэмпбелл, Гордон Уокер и Стивенсон Янг объявили об обнаружении вращающегося планетарного объекта. [64] [65] С 1980 по 2000 год группа астрономов под руководством Арти П. Хатзеса проводила наблюдения лучевой скорости Эпсилон Эридана, измеряя доплеровское смещение звезды вдоль луча зрения . Они обнаружили доказательства того, что планета вращается вокруг звезды с периодом около семи лет. [20] Хотя в данных о лучевой скорости наблюдается высокий уровень шума из-за магнитной активности в ее фотосфере , [66] ожидается, что любая периодичность, вызванная этой магнитной активностью, будет демонстрировать сильную корреляцию с вариациями в линиях излучения ионизированного кальция ( линии Ca II H и K ). Поскольку такая корреляция не была обнаружена, наиболее вероятной причиной считался планетарный компаньон. [67] Это открытие было подтверждено астрометрическими измерениями Эпсилон Эридана, проведенными между 2001 и 2003 годами с помощью космического телескопа Хаббл , которые показали доказательства гравитационного возмущения Эпсилон Эридана планетой. [8]
В 1960 году физики Филип Моррисон и Джузеппе Коккони предположили, что внеземные цивилизации могут использовать радиосигналы для связи. [68] Проект Ozma , возглавляемый астрономом Фрэнком Дрейком , использовал телескоп Tatel для поиска таких сигналов от близлежащих звезд, подобных Солнцу, Эпсилон Эридана и Тау Кита . Системы наблюдались на частоте излучения нейтрального водорода , 1420 МГц (21 см). Никаких сигналов разумного внеземного происхождения обнаружено не было. [69] Дрейк повторил эксперимент в 2010 году с тем же отрицательным результатом. [68] Несмотря на отсутствие успеха, Эпсилон Эридана на протяжении многих лет оставался в научно-фантастической литературе и телевизионных шоу после новостей о первоначальном эксперименте Дрейка. [70]
В исследовании корпорации RAND Corporation 1964 года «Обитаемые планеты для человека» , проведенном ученым-космонавтом Стивеном Х. Доулом, вероятность нахождения пригодной для жизни планеты на орбите Эпсилон Эридана оценивалась в 3,3%. Среди известных близлежащих звезд она была указана среди 14 звезд, которые, как считалось, с наибольшей вероятностью имеют пригодную для жизни планету. [71]
Уильям И. Маклафлин предложил новую стратегию поиска внеземного разума ( SETI ) в 1977 году. Он предположил, что широко наблюдаемые события, такие как взрывы новых звезд , могут использоваться разумными инопланетянами для синхронизации передачи и приема своих сигналов. Эта идея была проверена Национальной радиоастрономической обсерваторией в 1988 году, которая использовала вспышки Новой Лебедя 1975 года в качестве таймера. Пятнадцать дней наблюдений не показали никаких аномальных радиосигналов, исходящих от Эпсилон Эридана. [72]
Из-за близости и свойств Эпсилон Эридана, подобных свойствам Солнца, в 1985 году физик и писатель Роберт Л. Форвард рассматривал систему как вероятную цель для межзвездных путешествий . [73] В следующем году Британское межпланетное общество предложило Эпсилон Эридана в качестве одной из целей в своем исследовании проекта Дедал . [74] Система продолжала оставаться среди целей таких предложений, как проект Икар в 2011 году. [26]
Благодаря своему близкому расположению Эпсилон Эридана была среди целевых звезд для проекта «Феникс» — микроволнового исследования 1995 года на предмет сигналов от внеземного разума. [75] К 2004 году в рамках проекта было проверено около 800 звезд, но никаких сигналов обнаружено не было. [76]
Находясь на расстоянии 10,50 световых лет (3,22 парсека), Эпсилон Эридана является 13-й ближайшей известной звездой (и девятой ближайшей одиночной звездой или звездной системой ) к Солнцу по состоянию на 2014 год. [9] Ее близость делает ее одной из наиболее изученных звезд своего спектрального типа . [77] Эпсилон Эридана расположена в северной части созвездия Эридан, примерно в 3° к востоку от немного более яркой звезды Дельта Эридана . При склонении −9,46° Эпсилон Эридана можно наблюдать с большей части поверхности Земли в подходящее время года. Только к северу от широты 80° N она постоянно скрыта за горизонтом. [78] Видимая звездная величина 3,73 может затруднить наблюдение из городской местности невооруженным глазом, поскольку ночное небо над городами закрыто световым загрязнением . [79]
Эпсилон Эридана имеет предполагаемую массу 0,82 солнечных масс [10] [11] и радиус 0,738 солнечных радиусов . [12] Он светит со светимостью всего 0,34 солнечных светимостей . [80] Оценочная эффективная температура составляет 5084 К. [81] Имея звездную классификацию K2 V, это вторая по близости звезда главной последовательности класса K (после Альфы Центавра B). [9] С 1943 года спектр Эпсилон Эридана служил одной из стабильных опорных точек, по которой классифицируются другие звезды. [82] Его металличность , доля элементов тяжелее гелия , немного ниже, чем у Солнца. [83] В хромосфере Эпсилон Эридана , области внешней атмосферы, расположенной прямо над излучающей свет фотосферой , содержание железа оценивается в 74% от солнечного значения. [83] Доля лития в атмосфере в пять раз меньше, чем в Солнце . [84]
Классификация Эпсилон Эридана по типу K указывает на то, что спектр имеет относительно слабые линии поглощения от поглощения водородом ( линии Бальмера ), но сильные линии нейтральных атомов и однократно ионизированного кальция (Ca II). Класс светимости V (карликовый) присваивается звездам, которые претерпевают термоядерный синтез водорода в своем ядре. Для звезды главной последовательности типа K этот синтез доминирует протон-протонная цепная реакция , в которой серия реакций эффективно объединяет четыре ядра водорода, образуя ядро гелия. Энергия, высвобождаемая при синтезе, переносится наружу из ядра посредством излучения , что приводит к отсутствию чистого движения окружающей плазмы. За пределами этой области, в оболочке, энергия переносится в фотосферу посредством конвекции плазмы , откуда она затем излучается в космос. [85]
Эпсилон Эридана имеет более высокий уровень магнитной активности , чем Солнце, и поэтому внешние части его атмосферы ( хромосфера и корона ) более динамичны. Средняя напряженность магнитного поля Эпсилон Эридана по всей поверхности составляет(1,65 ± 0,30) × 10−2 тесла , [86] что более чем в сорок раз больше, чем (5–40) × 10−5 Тл напряженности магнитного поля в фотосфере Солнца. [87] Магнитные свойства можно смоделировать, предположив, что области с магнитным потоком около 0,14 Тл случайным образом покрывают приблизительно 9% фотосферы, тогда как остальная часть поверхности свободна от магнитных полей. [88] Общая магнитная активность Эпсилон Эридана показывает сосуществование2,95 ± 0,03 и12,7 ± 0,3 года циклов активности. [84] Если предположить, что его радиус не меняется в течение этих интервалов, то долгосрочное изменение уровня активности, по-видимому, приводит к изменению температуры на 15 К, что соответствует изменению визуальной величины (V) на 0,014. [89]
Магнитное поле на поверхности Эпсилон Эридана вызывает изменения в гидродинамическом поведении фотосферы. Это приводит к большему дрожанию во время измерений ее лучевой скорости . Изменения в 15 мс −1 были измерены в течение 20-летнего периода, что намного выше погрешности измерения в 3 мс −1 . Это затрудняет интерпретацию периодичностей в лучевой скорости Эпсилон Эридана, например, вызванных вращающейся планетой. [66]
Эпсилон Эридана классифицируется как переменная BY Дракона , потому что у нее есть области более высокой магнитной активности, которые входят и выходят из линии видимости по мере ее вращения. [6] Измерение этой вращательной модуляции предполагает, что ее экваториальная область вращается со средним периодом 11,2 дня, [15] что составляет менее половины периода вращения Солнца. Наблюдения показали, что Эпсилон Эридана изменяется на величину до 0,050 по V из-за звездных пятен и другой кратковременной магнитной активности. [90] Фотометрия также показала, что поверхность Эпсилон Эридана, как и Солнце, претерпевает дифференциальное вращение , т. е. период вращения на экваторе отличается от такового на высоких широтах . Измеренные периоды варьируются от 10,8 до 12,3 дня. [89] [примечание 4] Осевой наклон Эпсилон Эридана по направлению к линии видимости с Земли весьма неопределенен: оценки варьируются от 24° до 72°. [15]
Высокий уровень хромосферной активности, сильное магнитное поле и относительно высокая скорость вращения Эпсилон Эридана характерны для молодой звезды. [91] Большинство оценок возраста Эпсилон Эридана помещают его в диапазон от 200 миллионов до 800 миллионов лет. [18] Низкое содержание тяжелых элементов в хромосфере Эпсилон Эридана обычно указывает на более старую звезду, поскольку межзвездная среда (из которой образуются звезды) постоянно обогащается более тяжелыми элементами, произведенными более старыми поколениями звезд. [92] Эта аномалия может быть вызвана процессом диффузии , который перенес некоторые из более тяжелых элементов из фотосферы в область ниже конвективной зоны Эпсилон Эридана . [93]
Рентгеновская светимость Эпсилон Эридана составляет около2 × 10 28 эрг · с –1 (2 × 10 21 Вт ). Он более яркий в рентгеновских лучах, чем Солнце в пике активности . Источником этого сильного рентгеновского излучения является горячая корона Эпсилон Эридана. [94] [95] Корона Эпсилон Эридана кажется больше и горячее, чем у Солнца, с температурой3,4 × 10 6 K , измерено путем наблюдения за ультрафиолетовым и рентгеновским излучением короны. [96] Он демонстрирует циклическое изменение рентгеновского излучения, которое согласуется с циклом магнитной активности. [97]
Звездный ветер , испускаемый Эпсилон Эридана, расширяется до тех пор, пока не столкнется с окружающей межзвездной средой из диффузного газа и пыли, в результате чего образуется пузырь нагретого водородного газа ( астросфера , эквивалент гелиосферы , окружающей Солнце). Спектр поглощения этого газа был измерен с помощью космического телескопа Хаббл , что позволило оценить свойства звездного ветра. [96] Горячая корона Эпсилон Эридана приводит к скорости потери массы в звездном ветре Эпсилон Эридана, которая в 30 раз выше, чем у Солнца. Этот звездный ветер создает астросферу, охватывающую около 8000 а.е. (0,039 пк) и содержащую ударную волну , которая находится в 1600 а.е. (0,0078 пк) от Эпсилон Эридана. На своем расчетном расстоянии от Земли эта астросфера охватывает 42 угловые минуты, что шире видимого размера полной Луны. [98]
Эпсилон Эридана имеет высокое собственное движение , двигаясь со скоростью −0,976 угловых секунд в год по прямому восхождению (небесный эквивалент долготы) и 0,018 угловых секунд в год по склонению (небесная широта), что в общей сложности составляет 0,962 угловых секунд в год. [1] [примечание 5] Звезда имеет лучевую скорость +15,5 км/с (35 000 миль в час) (от Солнца). [100] Компоненты пространственной скорости Эпсилон Эридана в галактической системе координат составляют (U, V, W) = (−3, +7, −20) км/с , что означает, что она движется в пределах Млечного Пути на среднем галактоцентрическом расстоянии 28,7 тысяч световых лет (8,79 килопарсеков) от ядра по орбите с эксцентриситетом 0,09. [101] Положение и скорость Эпсилон Эридана указывают на то, что он может быть членом Движущейся группы Большой Медведицы , члены которой разделяют общее движение в пространстве. Такое поведение предполагает, что движущаяся группа возникла в открытом скоплении , которое с тех пор рассеялось. [102] Предполагаемый возраст этой группы составляет 500±100 миллионов лет, [103] что находится в пределах оценок возраста Эпсилон Эридана.
За последний миллион лет, как полагают, три звезды приблизились на расстояние 7 световых лет (2,1 пк) к Эпсилон Эридана. Самым последним и близким из этих столкновений было со звездой Каптейна , которая приблизилась на расстояние около 3 световых лет (0,92 пк) примерно 12 500 лет назад. Два более далеких столкновения были с Сириусом и Россом 614. Ни одно из этих столкновений, как полагают, не было достаточно близким, чтобы повлиять на околозвездный диск, вращающийся вокруг Эпсилон Эридана. [104]
Эпсилон Эридана приблизился к Солнцу на максимально близкое расстояние около 105 000 лет назад, когда их разделяло 7 световых лет (2,1 пк). [105] На основе моделирования близких сближений с близлежащими звездами, двойная звездная система Люйтен 726-8 , включающая переменную звезду UV Кита , столкнется с Эпсилон Эридана примерно через 31 500 лет на минимальном расстоянии около 0,9 световых лет (0,29 парсека). Они будут находиться на расстоянии менее 1 светового года (0,3 парсека) друг от друга в течение примерно 4600 лет. Если у Эпсилон Эридана есть облако Оорта , Люйтен 726-8 может гравитационно возмущать некоторые из его комет с длинными орбитальными периодами . [106] [ ненадежный источник? ]
Компаньон (в порядке от звезды) | Масса | Большая полуось ( AU ) | Орбитальный период ( дни ) | Эксцентриситет | Наклон | Радиус |
---|---|---|---|---|---|---|
Пояс астероидов | ~1,5−2,0 (или 3–4) AU | — | — | |||
б (АЭгир) [109] | 0,76+0,14 −0,11 М Дж | 3,53 ± 0,06 | 2,688.60+16.17 −16.51 | 0,26 ± 0,04 | 166.48+6,63 −6,66° | — |
Пояс астероидов | ~8–20 а.е. | — | — | |||
Главный пояс | 65–75 АЕ | 33,7° ± 0,5 ° | — |
Инфракрасный избыток вокруг Эпсилон Эридана был обнаружен IRAS [62] , что указывает на присутствие околозвездной пыли. Наблюдения с помощью телескопа Джеймса Клерка Максвелла (JCMT) на длине волны 850 мкм показывают расширенный поток излучения до углового радиуса 35 угловых секунд вокруг Эпсилон Эридана, впервые разрешая диск обломков. С тех пор были получены изображения с более высоким разрешением с помощью Atacama Large Millimeter Array , показывающие, что пояс расположен в 70 а.е. от звезды и имеет ширину всего 11 а.е. [110] [24] Диск наклонен на 33,7° от плоскости, что делает его эллиптическим.
Пыль и, возможно, водяной лед из этого пояса мигрируют внутрь из-за сопротивления звездного ветра и процесса, посредством которого звездное излучение заставляет пылинки медленно двигаться по спирали к Эпсилон Эридана, известного как эффект Пойнтинга-Робертсона . [111] В то же время эти частицы пыли могут быть разрушены посредством взаимных столкновений. Масштаб времени для того, чтобы вся пыль в диске была очищена этими процессами, меньше, чем предполагаемый возраст Эпсилон Эридана. Следовательно, текущий пылевой диск должен был быть создан столкновениями или другими эффектами более крупных родительских тел, и диск представляет собой позднюю стадию в процессе формирования планеты. Для поддержания диска в его текущем состоянии в течение его предполагаемого возраста потребовались бы столкновения между родительскими телами массой в 11 масс Земли. [107]
Диск содержит предполагаемую массу пыли, равную одной шестой массы Луны, с отдельными пылевыми зернами размером более 3,5 мкм при температуре около 55 К. Эта пыль образуется в результате столкновения комет, диаметр которых составляет от 10 до 30 км, а общая масса в 5–9 раз больше массы Земли. Это похоже на предполагаемые 10 масс Земли в первичном поясе Койпера. [112] [113] Диск вокруг Эпсилон Эридана содержит менее 2,2 × 10 17 кг оксида углерода . Этот низкий уровень предполагает малое количество летучих комет и ледяных планетезималей по сравнению с поясом Койпера. [114]
Изображения JCMT показывают признаки комковатой структуры в поясе, что может быть объяснено гравитационным возмущением от планеты, названной Эпсилон Эридана c. Предполагается, что комки в пыли возникают на орбитах, которые имеют целочисленный резонанс с орбитой предполагаемой планеты. Например, область диска, которая завершает две орбиты за каждые три орбиты планеты, находится в орбитальном резонансе 3:2 . [115] Планета, предположительно вызывающая эти возмущения, по прогнозам, имеет большую полуось от 40 до 50 а.е. [116] [117] [24] Однако с тех пор самые яркие комки были идентифицированы как фоновые источники, а существование остальных комков остается предметом споров. [118]
Пыль также присутствует ближе к звезде. Наблюдения с космического телескопа НАСА Spitzer показывают, что Эпсилон Эридана на самом деле имеет два пояса астероидов и облако экзозодиакальной пыли . Последнее является аналогом зодиакальной пыли , которая занимает плоскость Солнечной системы . Один пояс находится примерно в том же положении, что и пояс в Солнечной системе, вращаясь на расстоянии 3,00 ± 0,75 а.е. от Эпсилон Эридана, и состоит из силикатных зерен диаметром 3 мкм и общей массой около 10 18 кг. Если планета Эпсилон Эридана b существует, то этот пояс вряд ли имел источник за пределами орбиты планеты, поэтому пыль могла быть создана путем фрагментации и кратерирования более крупных тел, таких как астероиды . [119] Второй, более плотный пояс, скорее всего, также населенный астероидами, находится между первым поясом и внешним кометным диском. Структура поясов и пылевого диска предполагает, что для поддержания этой конфигурации необходимо более двух планет в системе Эпсилон Эридана. [107] [120]
В альтернативном сценарии экзозодиакальная пыль может быть образована во внешнем поясе. Затем эта пыль переносится внутрь мимо орбиты Эпсилон Эридана b. Если принять во внимание столкновения между пылевыми частицами, пыль будет воспроизводить наблюдаемый инфракрасный спектр и яркость. За пределами радиуса сублимации льда , расположенного за пределами 10 а.е. от Эпсилон Эридана, где температуры падают ниже 100 К, наилучшее соответствие наблюдениям происходит, когда предполагается смесь льда и силикатной пыли. Внутри этого радиуса пыль должна состоять из силикатных частиц, в которых отсутствуют летучие вещества . [111]
Внутренняя область вокруг Эпсилон Эридана, от радиуса 2,5 а.е. внутрь, кажется, свободна от пыли вплоть до предела обнаружения телескопа MMT 6,5 м . Пылинки в этой области эффективно удаляются за счет сопротивления звездного ветра, в то время как наличие планетной системы также может помочь сохранить эту область свободной от мусора. Тем не менее, это не исключает возможности того, что может присутствовать внутренний пояс астероидов с общей массой, не превышающей массу пояса астероидов в Солнечной системе. [121]
Как одна из ближайших к Солнцу звезд, Эпсилон Эридана была целью многих попыток поиска планетарных компаньонов. [20] [18] Ее хромосферная активность и изменчивость означают, что поиск планет методом лучевых скоростей затруднен, поскольку звездная активность может создавать сигналы, имитирующие присутствие планет. [122] Поиски экзопланет вокруг Эпсилон Эридана с помощью прямых изображений оказались безуспешными. [67] [123]
Инфракрасные наблюдения показали, что в этой системе нет тел с массой в три или более масс Юпитера , по крайней мере, на расстоянии 500 а.е. от родительской звезды. [18] Планеты с массой и температурой, схожими с массой и температурой Юпитера, должны быть обнаружены Spitzer на расстояниях более 80 а.е. Одна долгопериодическая планета размером примерно с Юпитер была обнаружена и охарактеризована как методами лучевой скорости, так и астрометрическими методами. [108] Планеты, более чем на 150% массивнее Юпитера, могут быть исключены на внутреннем крае диска обломков на расстоянии 30–35 а.е. [16]
Называемая Эпсилон Эридана b , эта планета была объявлена в 2000 году, но открытие оставалось спорным в течение примерно следующих двух десятилетий. Всестороннее исследование в 2008 году назвало обнаружение «предварительным» и описало предложенную планету как «давно подозреваемую, но все еще неподтвержденную». [107] Многие астрономы считали, что доказательства достаточно убедительны, чтобы они считали открытие подтвержденным. [18] [111] [119] [123] Открытие было подвергнуто сомнению в 2013 году, поскольку программа поиска в обсерватории Ла Силья не подтвердила его существование. [124] Дальнейшие исследования с 2018 года постепенно подтвердили существование планеты с помощью комбинации лучевой скорости и астрометрии. [125] [126] [127] [128] [108]
Опубликованные источники по-прежнему расходятся во мнениях относительно основных параметров планеты. Последние значения ее орбитального периода варьируются от 7,3 до 7,6 лет, [108] оценки размера ее эллиптической орбиты — большой полуоси — варьируются от 3,38 а.е. до 3,53 а.е., [129] [130] и приближения ее орбитального эксцентриситета варьируются от 0,055 до 0,26. [108]
Первоначально масса планеты была неизвестна, но нижний предел можно было оценить на основе орбитального смещения Эпсилон Эридана. Была известна только составляющая смещения вдоль линии визирования на Землю, что дает значение для формулы m sin i , где m — масса планеты, а i — наклонение орбиты . Оценки значения m sin i варьировались от 0,60 масс Юпитера до 1,06 масс Юпитера, [129] [130] что устанавливает нижний предел для массы планеты (поскольку функция синуса имеет максимальное значение 1). Взяв m sin i в середине этого диапазона на уровне 0,78 и оценив наклонение в 30°, как было предложено астрометрией Хаббла , это дает значение 1,55 ± 0,24 масс Юпитера для массы планеты. [8] Более поздние астрометрические исследования обнаружили меньшие массы, в диапазоне от 0,63 до 0,78 масс Юпитера. [108]
Из всех измеренных параметров этой планеты значение орбитального эксцентриситета является наиболее неопределенным. Эксцентриситет 0,7, предложенный некоторыми более старыми исследованиями [8], не согласуется с наличием предполагаемого пояса астероидов на расстоянии 3 а.е. Если бы эксцентриситет был таким высоким, планета прошла бы через пояс астероидов и очистила бы его примерно за десять тысяч лет. Если пояс существовал дольше этого периода, что кажется вероятным, это накладывает верхний предел на эксцентриситет Эпсилон Эридана b около 0,10–0,15. [119] [120] Если пылевой диск вместо этого образуется из внешнего диска обломков, а не из-за столкновений в поясе астероидов, то для объяснения распределения пыли не нужны никакие ограничения на орбитальный эксцентриситет планеты. [111]
Эпсилон Эридана является целью для программ по поиску планет, поскольку обладает свойствами, которые позволяют сформироваться планете, похожей на Землю. Хотя эта система не была выбрана в качестве основного кандидата для ныне отмененного Terrestrial Planet Finder , она была целевой звездой для предложенной NASA миссии Space Interferometry Mission по поиску планет размером с Землю. [131] Близость, свойства, подобные солнцу, и предполагаемые планеты Эпсилон Эридана также сделали ее предметом многочисленных исследований на тему, можно ли отправить межзвездный зонд к Эпсилон Эридана. [73] [74] [132]
Радиус орбиты, на котором звездный поток от Эпсилон Эридана соответствует солнечной постоянной — где излучение соответствует выходу Солнца на орбитальном расстоянии Земли — составляет 0,61 а.е. [133] Это находится в пределах максимальной обитаемой зоны предполагаемой планеты земного типа, вращающейся вокруг Эпсилон Эридана, которая в настоящее время простирается примерно от 0,5 до 1,0 а.е. По мере того, как Эпсилон Эридана стареет в течение периода в 20 миллиардов лет, чистая светимость будет увеличиваться, заставляя эту зону медленно расширяться наружу примерно до 0,6–1,4 а.е. [134] Наличие большой планеты с сильно эллиптической орбитой вблизи обитаемой зоны Эпсилон Эридана снижает вероятность того, что планета земного типа будет иметь стабильную орбиту в пределах обитаемой зоны. [135]
Молодая звезда, такая как Эпсилон Эридана, может производить большое количество ультрафиолетового излучения, которое может быть вредным для жизни, но, с другой стороны, это более холодная звезда, чем Солнце, и поэтому изначально производит меньше ультрафиолетового излучения. [21] [136] Радиус орбиты, где поток ультрафиолетового излучения соответствует потоку на ранней Земле, составляет чуть менее 0,5 а.е. [21] Поскольку это на самом деле немного ближе к звезде, чем обитаемая зона, это привело некоторых исследователей к выводу, что энергии от ультрафиолетового излучения, достигающего обитаемой зоны, недостаточно для того, чтобы жизнь когда-либо зародилась вокруг молодой Эпсилон Эридана. [136]
Мы обнаружили, что излучение 24 и 35 мкм согласуется с распределением пыли in situ, создаваемым либо одним планетезимальным поясом на расстоянии 3–21 а.е. (например, Greaves et al. 2014), либо двумя планетезимальными поясами на расстоянии 1,5–2 а.е. (или 3–4 а.е.) и 8–20 а.е. (например, слегка измененная форма предложения в Backman et al. 2009) ... Любой планетезимальный пояс в Внутренняя область системы эпсилон Эри должна располагаться внутри 2 а.е. и/или снаружи 5 а.е., чтобы быть динамически стабильной с предполагаемым эпсилон Эри b.
{{citation}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )См. Таблицу А1, стр. 21.В этой статье мы представили наиболее чувствительные и всеобъемлющие наблюдательные доказательства существования ε Eridani b.
Мы приходим к выводу, что новейшие астрометрические результаты подтверждают существование экзопланеты с длительным периодом обращения, вращающейся вокруг ε Eri... Результаты согласуются с ранее сообщенной планетой epsEri-b с массой, приблизительно равной массе Юпитера, и периодом обращения в несколько лет.
В почти 41% звезд выборки: HD19994, 70 Vir, 14 Her, 55 Cnc, 47 UMa, ε Eri и HD3651, совпадений нет вообще между УФ-областью и ГЗ...традиционная ГЗ не была бы пригодна для жизни, если следовать критериям УФ, изложенным в этой работе.