Wikipedia

KELT-9b

ngoại hành tinh khí nóng nhất từng được phát hiện

KELT-9b (hay HD 195689 b[5]) là một ngoại hành tinh thuộc loại Sao Mộc siêu nóng quay xung quanh sao dãy chính loại B muộn/loại A sớm KELT-9,[6] cách Trái Đất khoảng 670 năm ánh sáng.[6] Hành tinh này được phát hiện bằng Kilodegree Extremely Little Telescope (KELT) và được công bố lần đầu vào năm 2016.[2][7] Vào thời điểm khám phá, KELT-9b là ngoại hành tinh nóng nhất từng được biết đến.[8][9]

KELT-9b
Ảnh minh họa KELT-9b (bên phải) cùng sao chủ của nó
Khám phá
Ngày phát hiện2016
Kĩ thuật quan sát
Quá cảnh[1]
Tên định danh
HD 195689 b
Đặc trưng quỹ đạo
0,03462+0,00110
−0,00093 AU
Độ lệch tâm0[1]
1,4811235 ± 0,0000011[2] d
Độ nghiêng quỹ đạo86,79±0,25[2]
SaoKELT-9
Đặc trưng vật lý
Bán kính trung bình
1,891+0,061
−0,053[2] RJ
Khối lượng2,17± 0,56[3] MJ
Mật độ trung bình
530±0,15 kg/m3
Suất phản chiếu<0,007[4]
Nhiệt độ4.050±180[2] K

Sao chủ sửa

Bài chi tiết: KELT-9

Sao KELT-9 (tên gọi khác là HD 195689[5]) có bán kính từ 2 đến 3 lần, khối lượng từ 2 đến 5 lần Mặt Trời. Nhiệt độ bề mặt của nó vào khoảng 10.170 K (9.897 °C; 17.846 °F), nóng bất thường đối với một ngôi sao có một hành tinh quá cảnh. Trước khi phát hiện ra KELT-9b, chỉ có 6 sao loại A được biết là có hành tinh, trong đó ngôi sao nóng nhất là WASP-33 (HD 15082) có nhiệt độ chỉ vào khoảng 7.430 K (7.157 °C; 12.914 °F); chưa sao loại B nào được biết đến có hành tinh quay quanh trước đây. KELT-9, được phân loại là B9.5-A0,[2][10] nhiều khả năng là sao loại B đầu tiên được phát hiện có một hành tinh. KELT-9b có quỹ đạo tròn nhưng bị nghiêng mạnh, nó chỉ cách sao chủ 0,03462 AU với chu kỳ quỹ đạo ngắn hơn 1,5 ngày.[11][12]

Đặc trưng vật lý sửa

 
Ngoại hành tinh KELT-9b quay quanh sao chủ KELT-9

KELT-9b là một hành tinh khổng lồ có kích thước tương đối lớn, với khối lượng bằng 2,8 lần Sao Mộc; nhưng do bán kính gần gấp đôi Sao Mộc nên mật độ của nó chỉ bằng một nửa hành tinh này. Cũng như nhiều Sao Mộc nóng khác, KELT-9b bị khóa thủy triều với sao chủ.[12] Ranh giới bên ngoài của khí quyển hành tinh gần tới thùy Roche (Roche lobe), nghĩa là hành tinh này đang trải qua quá trình thoát ly khí quyển nhanh chóng[13] do lượng bức xạ rất lớn mà nó nhận được từ sao chủ (gấp 700 lần so với WASP-33b[14]).[11][12] Năm 2020, tỷ lệ mất khí quyển đo được của ngoại hành tinh này vào khoảng 18–68 lần khối lượng Trái Đất mỗi một tỷ năm.[15]

Sự phong phú nguyên tố của KELT-9b vẫn chưa được biết rõ cho đến năm 2022, nhưng các nhà thiên văn học nghi ngờ rằng nó có một tỷ lệ carbon–oxy thấp.[16]

 
Biểu đồ này cho thấy nhiệt độ và khối lượng trung bình của các ngoại hành tinh so với Sao Mộc (Mj) tính đến năm 2022.

Tính đến năm tháng 1 năm 2024, KELT-9b vẫn là ngoại hành tinh nóng nhất từng được phát hiện,[17] với nhiệt độ phía ban ngày đạt 4.600 K (4.327 °C; 7.820 °F) – nóng hơn vài sao loại K.[2][6] Phân tử ở đó bị phá vỡ thành các nguyên tử thành phần, vì vậy những nguyên tố chịu lửa mà bình thường bị cô lập lại có thể tồn tại dưới dạng biến thể của nguyên tử, bao gồm oxy trung tính,[18] sắt trung tính (Fe) và bị ion hóa (thành cation Fe+),[19] và titani bị ion hóa (thành cation Ti+),[20] rồi sau đó hình thành lại một cách tạm thời khi chúng đến được phía đêm mát mẻ hơn.[6] Điều này đã được xác nhận một cách gián tiếp bằng hiệu suất truyền nhiệt tăng cường đo được giữa mặt ngày và mặt đêm là 0,3, có khả năng được thúc đẩy bởi ẩn nhiệt do sự phân ly và tái tổ hợp của phân tử hydro.[4] Điều đáng ngạc nhiên là quang phổ được chụp vào năm 2021 đã chỉ ra rõ ràng sự hiện diện của oxide kim loại và hydride trong khí quyển hành tinh,[21] mặc dù quang phổ có độ phân giải cao hơn được chụp cùng năm không tìm thấy bất kỳ phát xạ phân tử nào từ mặt ban ngày của nó.[22]

Tầng nhiệt của KELT-9b dự tính sẽ nóng tới 10.000–11.000 K (9.727–10.727 °C; 17.540–19.340 °F) do quá trình ion hóa các nguyên tử kim loại nặng như sắt.[23]

So sánh kích thước
Sao Mộc KELT-9b
   

Các mùa trong năm sửa

Sao KELT-9 có kích thước lớn gấp đôi Mặt Trời, nhưng lại hoàn thành một vòng tự quay quanh trục chỉ trong 16 giờ (nhanh gấp 38 lần Mặt Trời). Tốc độ quay nhanh khiến hai cực của nó trở nên phẳng hơn và phần giữa được mở rộng, làm cho các cực nóng lên trong khi vùng xích đạo lại trở nên mát mẻ. Theo một nghiên cứu do tiến sĩ John Ahlers và cộng sự tiến hành, dựa trên các quan sát của kính viễn vọng không gian TESS, KELT-9b sẽ xuất hiện mùa hè mỗi khi chuyển động trên một trong hai cực và mùa đông mỗi khi bay qua phần giữa lạnh hơn của sao chủ. Điều này khiến hành tinh trải qua 2 mùa hè và 2 mùa đông mỗi 36 giờ, tương đương một chu kỳ quỹ đạo, hay 9 giờ mỗi mùa.[1][24]

Xem thêm sửa

Tham khảo sửa

  1. ^ a b c “KELT-9 b”. Exoplanet catalog - NASA (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 1 tháng 1 năm 2024.
  2. ^ a b c d e f g Gaudi, B. Scott; và đồng nghiệp (5 tháng 6 năm 2017). “A giant planet undergoing extreme-ultraviolet irradiation by its hot massive-star host” (pdf). Nature. 546 (7659): 514–518. arXiv:1706.06723. Bibcode:2017Natur.546..514G. doi:10.1038/nature22392. ISSN 1476-4687. PMID 28582774. S2CID 205256410. Truy cập ngày 6 tháng 6 năm 2017.
  3. ^ Asnodkar, Anusha Pai; và đồng nghiệp (4 tháng 1 năm 2022). “KELT-9 as an Eclipsing Double-lined Spectroscopic Binary: A Unique and Self-consistent Solution to the System”. The Astronomical Journal. 163 (2). 40. arXiv:2110.15275. Bibcode:2022AJ....163...40P. doi:10.3847/1538-3881/ac32c7.
  4. ^ a b Jones, K.; và đồng nghiệp (2022), “The stable climate of KELT-9b”, Astronomy & Astrophysics, 666: A118, arXiv:2208.04818, Bibcode:2022A&A...666A.118J, doi:10.1051/0004-6361/202243823, S2CID 251442580
  5. ^ a b Martin, Pierre-Yves (2023). “Planet KELT-9 b”. exoplanet.eu (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 9 tháng 1 năm 2024.
  6. ^ a b c d Brennan, Pat; Cofield, Calia (24 tháng 1 năm 2020). “For Hottest Planet, a Major Meltdown, Study Shows”. NASA. Truy cập ngày 24 tháng 1 năm 2020.
  7. ^ Collins, Karen A.; Stassun, Keivan; Gaudi, B. Scott; Beatty, Thomas G.; Zhou, George; Latham, David W.; Bieryla, Allyson; Eastman, Jason D.; Siverd, Robert; Crepp, Justin R.; Pepper, Joshua (2016). “KELT-9b: A Case Study in Dynamical Planet Ingestion by a Hot Host Star”. American Astronomical Society. 47: 204.03. Bibcode:2016DDA....4720403C.
  8. ^ University, Lund (8 tháng 5 năm 2023). “Galaxy's Hottest Exoplanet: Alien Atmosphere Holds Rare Terbium Surprise”. SciTechDaily (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 29 tháng 12 năm 2023.
  9. ^ Nemo, Leslie (5 tháng 6 năm 2017). “Feeling Hot, Hot, Hot: Astronomers Discover a Giant Planet Hotter Than Most Stars”. Scientific American (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 7 tháng 1 năm 2024.
  10. ^ Jensen, K. S. (1981). “Spectral Classification in the MK System of 167 Northern HD Stars”. Astronomy and Astrophysics Supplement. 45: 455. Bibcode:1981A&AS...45..455J.
  11. ^ a b KELT-9 b Exoplanet Exploration Program 2017
  12. ^ a b c NASA JPL, Pasadena CA (5 June 2017) Astronomers Find Planet Hotter Than Most Stars
  13. ^ Yan, Fei; Henning, Thomas (2 tháng 7 năm 2018). “An extended hydrogen envelope of the extremely hot giant exoplanet KELT-9b”. Nature Astronomy (bằng tiếng Anh). 2 (9): 714–718. arXiv:1807.00869. Bibcode:2018NatAs...2..714Y. doi:10.1038/s41550-018-0503-3. ISSN 2397-3366. S2CID 119405172. Truy cập ngày 18 tháng 8 năm 2018.
  14. ^ Nemo, Leslie. “Feeling Hot, Hot, Hot: Astronomers Discover a Giant Planet Hotter Than Most Stars”. Scientific American (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 1 tháng 1 năm 2024.
  15. ^ Wyttenbach, A.; Mollière, P.; Ehrenreich, D.; Cegla, H. M.; Bourrier, V.; Lovis, C.; Pino, L.; Allart, R.; Seidel, J. V.; Hoeijmakers, H. J.; Nielsen, L. D.; Lavie, B.; Pepe, F.; Bonfils, X.; Snellen, I. A. G. (2020). “Mass loss rate and local thermodynamic state of KELT-9 b thermosphere from the hydrogen Balmer series”. Astronomy & Astrophysics. 638: A87. arXiv:2004.13733. Bibcode:2020A&A...638A..87W. doi:10.1051/0004-6361/201937316. S2CID 216641961.
  16. ^ Jacobs, Bob; Désert, Jean-Michel; Pino, Lorenzo; Line, Michael R.; Bean, Jacob L.; Khorshid, Niloofar; Schlawin, Everett; Arcangeli, Jacob; Barat, Saugata; Jens Hoeijmakers, H.; Komacek, Thaddeus D.; Mansfield, Megan; Parmentier, Vivien; Thorngren, Daniel (2022), “A strong H− opacity signal in the near-infrared emission spectrum of the ultra-hot Jupiter KELT-9b”, Astronomy & Astrophysics, 668: L1, arXiv:2211.10297, Bibcode:2022A&A...668L...1J, doi:10.1051/0004-6361/202244533, S2CID 253708097
  17. ^ Wilder, Jess (5 tháng 1 năm 2024). “10 of the weirdest, strangest exoplanets in the Universe”. BBC Sky at Night Magazine (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 9 tháng 1 năm 2024.
  18. ^ Borsa, Francesco; Fossati, Luca; Koskinen, Tommi; Young, Mitchell E.; Shulyak, Denis (2022), “High-resolution detection of neutral oxygen and non-LTE effects in the atmosphere of KELT-9b”, Nature Astronomy, 6 (2): 226–231, arXiv:2112.12059, doi:10.1038/s41550-021-01544-4, S2CID 245385802
  19. ^ Pino, L.; Désert, J. M.; Brogi, M.; Malavolta, L.; Wyttenbach, A.; Line, M.; Hoeijmakers, J.; Fossati, L.; Bonomo, A. S.; Nascimbeni, V.; Panwar, V.; Affer, L.; Benatti, S.; Biazzo, K.; Bignamini, A.; Borsa, F.; Carleo, I.; Claudi, R.; Cosentino, R.; Covino, E.; Damasso, M.; Desidera, S.; Giacobbe, P.; Harutyunyan, A.; Lanza, A. F.; Leto, G.; Maggio, A.; Maldonado, J.; Mancini, L.; và đồng nghiệp (2020). “Neutral Iron Emission Lines from the Day-side of KELT-9b -- the GAPS Programme with HARPS-N at TNG XX”. The Astrophysical Journal. 894 (2): L27. arXiv:2004.11335. Bibcode:2020ApJ...894L..27P. doi:10.3847/2041-8213/ab8c44. S2CID 216080480.
  20. ^ Hoeijmakers, H. Jens; Ehrenreich, David; Heng, Kevin; Kitzmann, Daniel; Grimm, Simon L.; Allart, Romain; Deitrick, Russell; Wyttenbach, Aurélien; Oreshenko, Maria; Pino, Lorenzo; Rimmer, Paul B.; Molinari, Emilio; Di Fabrizio, Luca (15 tháng 8 năm 2018). “Atomic iron and titanium in the atmosphere of the exoplanet KELT-9b”. Nature. 560 (7719): 453–455. arXiv:1808.05653. Bibcode:2018Natur.560..453H. doi:10.1038/s41586-018-0401-y. ISSN 1476-4687. PMC 6322651. PMID 30111838.
  21. ^ Changeat, Quentin; Edwards, Billy (2021), “The Hubble WFC3 Emission Spectrum of the Extremely Hot Jupiter KELT-9b”, The Astrophysical Journal Letters, 907 (1): L22, arXiv:2101.00469, Bibcode:2021ApJ...907L..22C, doi:10.3847/2041-8213/abd84f, S2CID 230435556
  22. ^ Kasper, David; Bean, Jacob L.; Line, Michael R.; Seifahrt, Andreas; Stürmer, Julian; Pino, Lorenzo; Désert, Jean-Michel; Brogi, Matteo (2021), “Confirmation of Iron Emission Lines and Nondetection of TiO on the Dayside of KELT-9b with MAROON-X”, The Astrophysical Journal Letters, 921 (1): L18, arXiv:2108.08389, Bibcode:2021ApJ...921L..18K, doi:10.3847/2041-8213/ac30e1, S2CID 239024467
  23. ^ Fossati, L.; Shulyak, D.; Sreejith, A. G.; Koskinen, T.; Young, M. E.; Cubillos, P. E.; Lara, L. M.; France, K.; Rengel, M.; Cauley, P. W.; Turner, J. D.; Wyttenbach, A.; Yan, F. (2020), “A data-driven approach to constraining the atmospheric temperature structure of the ultra-hot Jupiter KELT-9b”, Astronomy & Astrophysics, 643: A131, arXiv:2010.00997, Bibcode:2020A&A...643A.131F, doi:10.1051/0004-6361/202039061, S2CID 225127226
  24. ^ News Staff (1 tháng 7 năm 2020). “Ultrahot Jupiter KELT-9b Has Two Summers and Two Winters Every 36 Hours | Sci.News”. Sci.News: Breaking Science News (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 1 tháng 1 năm 2024.

Liên kết ngoài sửa

Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=KELT-9b&oldid=71262030”