WASP-12b

WASP-12b

So sánh kích thước của WASP-12b (phải) với Sao Mộc.
Khám phá
Khám phá bởi	Cameron et al. (SuperWASP)[1]
Nơi khám phá	SAAO
Ngày phát hiện	01-4-2008[2]
Kĩ thuật quan sát	Quá cảnh
Đặc trưng quỹ đạo
Bán trục lớn	0,0229 ± 0,0008[1] AU
Độ lệch tâm	0,049 ± 0,015[1]
Chu kỳ quỹ đạo	1,091423 ± 0,000003[1] ngày
Độ nghiêng quỹ đạo	83,1^+1,4 −1,1[1]
Góc cận điểm	-74^+13 −10[1]
Sao	WASP-12
Đặc trưng vật lý
Bán kính trung bình	1,790^+0,09 −0,09,[1] 1,900^+0,057 −0,055,[3] 1,736± 0,056[4] RJ
Khối lượng	1,39 ± 0,04[2] MJ
Mật độ trung bình	326 kg/m^3 (549 lb/cu yd)
Hấp dẫn bề mặt	1,16 g
Nhiệt độ	2.516 ± 36 K[1]

WASP-12b là một ngoại hành tinh quanh quanh sao WASP-12, được các nhà nghiên cứu của tổ chức Tìm kiếm hành tinh góc rộng (WASP) phát hiện năm 2008 bằng phương pháp quá cảnh. Phát hiện này được công bố ngày 1 tháng 4 năm 2008.^[2] Do có quỹ đạo cực gần ngôi sao chủ, nó có mật độ thấp nhất đối với một ngoại hành tinh ('phồng lên' do luồng năng lượng từ ngôi sao). Hành tinh này chỉ mất trên một ngày một chút để quay một vòng quanh ngôi sao, tương phản với chu kỳ 365 ngày của Trái Đất quanh Mặt Trời. Khoảng cách của nó từ ngôi sao là 0,0229 AU (3,43 triệu km hay 2,115 triệu dặm) chỉ bằng ¹/₄₄ khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt Trời, với độ lệch tâm giống như Sao Mộc.

Ngày 3 tháng 12 năm 2013, các nhà khoa học làm việc với Kính viễn vọng không gian Hubble (HST) thông báo phát hiện ra nước trong khí quyển của ngoại hành tinh này.^[5][6] Tháng 7 năm 2014, NASA thông báo tìm thấy khí quyển rất khô trên ba ngoại hành tinh (HD 189733 b, HD 209458 b, WASP-12b) quay quanh các ngôi sao giống như Mặt Trời.^[7]

Tháng 9 năm 2017, các nhà nghiên cứu làm việc với HST thông báo rằng WASP-12b hấp thụ chứ không phản xạ tới tối thiểu 94% ánh sáng chiếu tới bề mặt của nó. Kết quả là ngoại hành tinh này được mô tả như là "đen như nhựa đường" hay "đen hắc ín"^[8] và là một loại hành tinh được gọi là Sao Mộc nóng.^[9]

Đặc điểm

WASP-12b hấp thụ 94% ánh sáng chiếu tới bề mặt nó, làm cho nó có suất phản chiếu rất thấp, nghĩa là lượng ánh sáng mà nó phản xạ là rất ít.^[10]

Do các ngoại hành tinh kiểu Sao Mộc nóng là bị "khóa pha" do các tương tác triều (nghĩa là một mặt luôn hướng về phía ngôi sao chủ, tương tự như một mặt của Mặt Trăng luôn hướng về phía Trái Đất), nên sẽ có một luồng nhiệt lớn từ "mặt ban ngày" được chiếu sáng mạnh di chuyển tới "mặt ban đêm" lạnh hơn. Điều này được cho là sẽ dẫn tới những luồng gió rất mạnh luân chuyển vòng quanh bầu khí quyển của hành tinh này. Taylor Bell và Nicolas Cowan chỉ ra rằng hydro có xu hướng bị ion hóa ở mặt ban ngày. Sau khi chuyển tới mặt lạnh hơn trong những luồng gió thì nó có xu hướng kết hợp lại thành các nguyên tử trung hòa, và vì thế làm gia tăng vận chuyển nhiệt. Hành tinh này gần với WASP-12 tới mức các lực thủy triều của ngôi sao làm biến dạng nó thành hình trứng và tước đoạt vật chất từ khí quyển của nó với tốc độ khoảng 10⁻⁷ M_J (khoảng 1,89 × 10¹⁷ tấn) mỗi năm.^[11] Hiện tượng gọi là "nung nóng thủy triều" cộng với mức độ gần của hành tinh với ngôi sao chủ của nó làm cho nhiệt độ bề mặt của hành tinh này vượt quá 2.500 K (2.200 °C).

Ngày 20 tháng 5 năm 2010, Kính viễn vọng không gian Hubble phát hiện thấy WASP-12b đang bị ngôi sao chủ "ăn thịt". Các nhà khoa học biết rằng các ngôi sao có thể tiêu thụ các hành tinh; tuy nhiên, đây là lần đầu tiên một sự kiện như vậy được quan sát rõ ràng đến thế. NASA ước tính rằng hành tinh này chỉ còn 10 triệu năm tuổi thọ.^[12]

Kính viễn vọng không gian Hubble quan sát hành tinh này bằng máy ghi phổ nguồn gốc vũ trụ (COS). Các quan sát đã xác nhận các dự đoán của Shu-lin Li từ Đại học Bắc Kinh công bố trong tạp chí Nature tháng 2 năm 2010.^[11] Bầu khí quyển của hành tinh này đã phình to gần gấp 3 lần bán kính của Sao Mộc, trong khi bản thân hành tinh này có khối lượng nhiều hơn 40% so với Sao Mộc.

Quỹ đạo

Nghiên cứu năm 2012, sử dụng hiệu ứng Rossiter–McLaughlin, đã xác định quỹ đạo của hành tinh bị lệch mạnh với mặt phẳng xích đạo của ngôi sao chủ, với độ lệch bằng 59⁺¹⁵
₋₂₀°.^[13]

Nghiên cứu năm 2019 phát hiện ra rằng khoảng thời gian giữa hai lần quá cảnh đã giảm 29 ± 2 mili giây/năm kể từ khi phát hiện ra nó năm 2008. Nghiên cứu này dẫn tới kết luận rằng quỹ đạo của WASP-12b đang suy giảm do các tương tác triều giữa hành tinh và sao chủ WASP-12. Do sự suy giảm này, chu kỳ quỹ đạo sẽ ngắn hơn và hành tinh sẽ lại gần với ngôi sao chủ hơn, cho tới khi nó trở thành một phần của ngôi sao chủ. Quá trình này có thể mất vài triệu năm để hoàn thành. Sự suy giảm này nhanh hơn so với suy giảm của WASP-19b, với các dữ liệu hiện tại không cho thấy sự suy giảm.^[14][15]

Hàm lượng cacbon

Chứng cứ gần đây chỉ ra rằng WASP-12b có tỷ lệ cacbon trên oxy cao, cao hơn đáng kể so với tỷ lệ này của Mặt Trời, chỉ ra rằng nó là một hành tinh khí khổng lồ giàu cacbon. Tỷ lệ C/O tương thích với các quan sát là xấp xỉ 1 trong khi tỷ lệ này của Mặt Trời là 0,54. Tỷ lệ C/O gợi ý rằng các hành tinh giàu cacbon có thể hình thành trong hệ sao này.^[16] Một trong các thành viên của nhóm nghiên cứu này bình luận rằng "với cacbon nhiều hơn oxy, bạn có thể có các loại đá chứa cacbon tinh khiết, như kim cương hay than chì".^[17]

Nghiên cứu đã công bố viết rằng: "Mặc dù các hành tinh khổng lồ giàu cacbon như WASP-12b chưa được quan sát, nhưng lý thuyết dự đoán vô số thành phần cho các hành tinh rắn với cacbon chiếm ưu thế. Ví dụ, các hành tinh cacbon có kích thước cỡ Trái Đất có thể có phần ruột chủ yếu là than chì hay kim cương, trái ngược với thành phần silicat của Trái Đất".^[16] Những nhận xét này đã khiến giới truyền thông thêu dệt nhiều chuyện,^[18] với một số thậm chí gọi WASP-12b là "hành tinh kim cương".^[19]

Hàm lượng cacbon của hành tinh chủ yếu nằm trong khí quyển của nó dưới dạng cacbon monoxit và methan. Nghiên cứu này công bố trên tạp chí Nature.^[20]

Mặt Trăng

Các nhà thiên văn Nga khi nghiên cứu đường cong thay đổi độ sáng của hành tinh này đã quan sát thấy sự biến thiên đều đặn của ánh sáng có thể phát sinh từ vòng xuyến plasma bao quanh ít nhất một ngoại vệ tinh trên quỹ đạo xung quanh WASP-12b.^[21][22] Điều này là không được trông đợi, do các hành tinh nóng kiểu Sao Mộc dự kiến sẽ mất đi các vệ tinh lớn trong khoảng thời gian ngắn về mặt địa chất.^[23] Thay vì thế, vệ tinh được nói đến có thể chỉ là một thiên thể Troia.^[24]

Thư viện ảnh

• 
  WASP-12b và ngôi sao chủ của nó, WASP-12 (hình cảm hứng nghệ sĩ).
• 
  Hành tinh nóng, giàu cacbon WASP-12b và ngôi sao chủ. (Màu của ngoại hành tinh này là không rõ vào thời điểm sáng tác hình này).
• 
  WASP-12b và ngôi sao chủ, WASP-12 – với phổ hồng ngoại cho thấy sự hiện diện của các phân tử hóa học khác nhau.
• 
  So sánh các ngoại hành tinh "Sao Mộc nóng" – từ trái trên đến phải dưới: WASP-12b, WASP-6b, WASP-31b, WASP-39b, HD 189733b, HAT-P-12b, WASP-17b, WASP-19b, HAT-P-1b và HD 209458b.

Xem thêm

• TrES-2b, một ngoại hành tinh khác hấp thụ trên 90% ánh sáng chiếu tới. (>99%)
• BPM 37093, một sao giàu cacbon.
• Tìm kiếm hành tinh góc rộng (WASP)

Tham khảo

1. ^ Hebb; Collier-Cameron, A.; Loeillet, B.; Pollacco, D.; Hébrard, G.; Street, R. A.; Bouchy, F.; Stempels, H. C.; và đồng nghiệp (2009). “WASP-12b: The hottest transiting extrasolar planet yet discovered”. The Astrophysical Journal. 693 (2): 1920–1928. arXiv:0812.3240. Bibcode:2009ApJ...693.1920H. doi:10.1088/0004-637X/693/2/1920.
2. ^ “WASP Planets”. SuperWASP. Truy cập ngày 26 tháng 1 năm 2016.
3. Collins, Karen A.; Kielkopf, John F.; Stassun, Keivan G. (2015). “Transit Timing Variation Measurements of WASP-12b and Qatar-1b: No Evidence for Additional Planets”. 1512: arXiv:1512.00464. arXiv:1512.00464. Bibcode:2015arXiv151200464C.
4. Chan, Tucker; Ingemyr, Mikael; Winn, Joshua N.; Holman, Matthew J.; Sanchis-Ojeda, Roberto; Esquerdo, Gil; Everett, Mark (2011). “The Transit Light Curve project. XIV. Confirmation of Anomalous Radii for the Exoplanets TrES-4b, HAT-P-3b, and WASP-12b”. The Astronomical Journal. 141 (6): 179. arXiv:1103.3078. Bibcode:2011AJ....141..179C. doi:10.1088/0004-6256/141/6/179.
5. Staff (ngày 3 tháng 12 năm 2013). “Hubble Traces Subtle Signals of Water on Hazy Worlds”. NASA. Truy cập ngày 4 tháng 12 năm 2013.
6. Mandell, Avi M.; Haynes, Korey; Sinukoff, Evan; Madhusudhan, Nikku; Burrows, Adam; Deming, Drake (ngày 3 tháng 12 năm 2013). “Exoplanet Transit Spectroscopy Using WFC3: WASP-12 b, WASP-17 b, and WASP-19 b”. Astrophysical Journal. 779 (2): 128. arXiv:1310.2949. Bibcode:2013ApJ...779..128M. doi:10.1088/0004-637X/779/2/128.
7. Harrington, J. D.; Villard, Ray (ngày 24 tháng 7 năm 2014). “Release 14-197 - Hubble Finds Three Surprisingly Dry Exoplanets”. NASA. Truy cập ngày 25 tháng 7 năm 2014.
8. Wall, Mike (ngày 18 tháng 9 năm 2017). “The hellish world WASP-12b is darker than fresh asphalt in visible light, but glows red-hot in infrared”. Scientific American. Truy cập ngày 19 tháng 9 năm 2017.
9. Starr, Michelle. “Astronomers Just Found a 'Hot Jupiter' So Dark, It Absorbs Nearly 99% of Light”. ScienceAlert.
10. “Hubble observes pitch black planet”. www.spacetelescope.org. Truy cập ngày 15 tháng 9 năm 2017.
11. ^ Li, Shu-lin; Miller, N.; Lin, Douglas N. C.; Fortney, Jonathan J. (2010). “WASP-12b as a prolate, inflated and disrupting planet from tidal dissipation”. Nature. 463 (7284): 1054–1056. arXiv:1002.4608. Bibcode:2010Natur.463.1054L. doi:10.1038/nature08715. PMID 20182506.
12. Hubble Finds a Star Eating a Planet nasa.gov. 20-5-2010. Tra cứu ngày 10-12-2010.
13. Simon Albrecht, Joshua N. Winn, John A. Johnson, Andrew W. Howard, Geoffrey W. Marcy, R. Paul Butler, Pamela Arriagada, Jeffrey D. Crane, Stephen A. Shectman, Ian B. Thompson, Teruyuki Hirano, Gaspar Bakos, Joel D. Hartman (2012), “Obliquities of Hot Jupiter host stars: Evidence for tidal interactions and primordial misalignments”, Astrophysics, arXiv:1206.6105, doi:10.1088/0004-637X/757/1/18
14. waspplanets (ngày 26 tháng 11 năm 2019). “The orbit of WASP-12b is decaying”. WASP Planets (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 1 tháng 1 năm 2020.
15. Yee, Samuel W.; Winn, Joshua N.; Knutson, Heather A.; Patra, Kishore C.; Vissapragada, Shreyas; Zhang, Michael M.; Holman, Matthew J.; Shporer, Avi; Wright, Jason T. (ngày 20 tháng 11 năm 2019). “The Orbit of WASP-12b is Decaying”. The Astrophysical Journal. 888: L5. arXiv:1911.09131. doi:10.3847/2041-8213/ab5c16.
16. ^ Madhusudhan, N.; Harrington, J.; Stevenson, K. B.; Nymeyer, S.; Campo, C. J.; Wheatley, P. J.; Deming, D.; Blecic, J.; Hardy, R. A.; Lust, N. B.; Anderson, D. R.; Collier-Cameron, A.; Britt, C. B. T.; Bowman, W. C.; Hebb, L.; Hellier, C.; Maxted, P. F. L.; Pollacco, D.; West, R. G. (2010). “A high C/O ratio and weak thermal inversion in the atmosphere of exoplanet WASP-12b”. Nature. 469 (7328): 64–67. arXiv:1012.1603. Bibcode:2011Natur.469...64M. doi:10.1038/nature09602. PMID 21150901.
17. “Carbon-Rich Planet: A Girl's Best Friend?”. U.S. News & World Report. ngày 10 tháng 12 năm 2010.
18. Lorianna De Giorgio (ngày 10 tháng 12 năm 2010). “Carbon-rich planet could house diamonds”. Toronto Star.
19. “Diamond planet found by Keele University astronomers”. BBC News Online. ngày 9 tháng 12 năm 2010.
20. Intagliata, Christopher (ngày 9 tháng 12 năm 2010). “Exoplanet Strikes Carbon Pay Dirt”. Scientific American.
21. Sokov E. N.; Vereshchagina I. A.; Gnedin Yu. N.; Devyatkin A. V.; Gorshanov D. L.; Slesarenko V. Yu.; Ivanov A. V.; Naumov K. N.; Zinov'ev S. V.; Bekhteva A. S.; Romas E. S.; Karashevich S. V.; Kupriyanov V. V. (2012). “Observations of Extrasolar Planet Transits with the Automated Telescopes of the Pulkovo Astronomical Observatory”. Astronomy Letters. 38 (3): 180-190. Bibcode:2012AstL...38..180S. doi:10.1134/S106377371203005X. (“Archive of the abstract” (PDF). Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 4 tháng 3 năm 2016.).
22. Российские астрономы впервые открыли луну возле экзопланеты (tiếng Nga) - "Мы провели четыре сеанса наблюдений WASP-12b и получили кривые изменения блеска звезды в моменты прохождения этой планеты по ее диску. На этих кривых были замечены всплески неизвестной природы <…> это может быть следствием существования у планеты естественного спутника <...> такие всплески могут быть связаны с пятнами на диске звезды, однако периодичность их появления свидетельствует в пользу "экзолунной" гипотезы"
    "Chúng tôi đã thực hiện bốn phiên quan sát WASP-12b và thu được các thay đổi cong sự lấp lánh của ngôi sao tại những thời điểm hành tinh này đi ngang qua đĩa của ngôi sao. Những lóe lên đột ngột không rõ bản chất đã được nhìn thấy trên những đường cong này <…> nó có thể là hệ quả của sự tồn tại của một vệ tinh tự nhiên của hành tinh <...> những lóe lên đột ngột như vậy có thể gắn với các vết đen trên đĩa của ngôi sao, nhưng tính chu kỳ trong sự xuất hiện của chúng là bằng chứng ủng hộ giả thuyết "ngoại vệ tinh".
23. Barnes, Jason W.; O'Brien, D. P. (2002). “Stability of Satellites around Close-in Extrasolar Giant Planets”. The Astrophysical Journal. 575 (2): 1087–1093. arXiv:astro-ph/0205035. Bibcode:2002ApJ...575.1087B. doi:10.1086/341477.
24. K. G. Kislyakova, E. Pilat-Lohinger, B. Funk, H. Lammer, L. Fossati, S. Eggl, R. Schwarz, M. Y. Boudjada, N. V. Erkaev (2016), “On the ultraviolet anomalies of the WASP-12 and HD 189733 systems: Trojan satellites as a plasma source”, Astrophysics, arXiv:1605.02507, doi:10.1093/mnras/stw1110

Liên kết ngoài

• Tư liệu liên quan tới WASP-12b tại Wikimedia Commons
• SuperWASP Wide Angle Search for Planets: The Planets, SuperWASP.
• Star-hugging planet is hottest and fastest found, New Scientist.
• BBC News - Hubble spots a planet-eating star
• WASP-12b in transit (lightcurve)