COROT-7b

Khám phá

COROT-7b đã được tìm thấy bằng cách quan sát sự giảm định kỳ trong cấp sao biểu kiến của ngôi sao mẹ do quá trình chuyển tiếp của hành tinh ở phía trước ngôi sao khi nhìn từ Trái Đất. Đo độ nhúng này trong độ sáng, cùng với một ước tính kích thước cho ngôi sao, cho phép để tính toán kích thước của hành tinh. Chuyến khảo sát COROT đã khảo sát ngôi sao COROT-7, trong lĩnh vực sao LRa01, từ ngày 15 tháng 10 năm 2007 đến ngày 3 tháng 3 năm 2008. Trong thời gian này, 153 tín hiệu chuyển tiếp định kỳ là 1,3 giờ với độ sâu 3,4 × 10-4 đã được ghi nhận. Sau 40 ngày thu thập dữ liệu, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra được một số tín hiệu của COROT- 7b, chuẩn bị bắt đầu xác định tính chất của nó.
Việc khám phá COROT-7b đã được công bố một năm sau đó vào ngày 3 tháng 2 năm 2009, trong Hội nghị chuyên đề COROT 2009 tại Paris. Nó đã được xuất bản trong một số đặc biệt của tạp chí Thiên văn học và Vật lý thiên văn dành cho các kết quả từ COROT.

Khối lượng

Sau khi phát hiện ra COROT-7b, các quan sát tiếp theo được thực hiện với một mạng lưới các kính viễn vọng ở mặt đất. Quang phổ HARPS sau đó được sử dụng để đo khối lượng của COROT-7b với phương pháp vận tốc xuyên tâm. Hoạt động mạnh mẽ của ngôi sao mẹ đã làm nhiễu các phép đo vận tốc xuyên tâm và làm cho việc xác định khối lượng trở nên khó khăn.
Bài báo khám phá của Queloz và các cộng sự đã cho rằng hành tinh này bằng khoảng 4,8 lần khối lượng Trái đất, cho mật độ của nó là 5,6 ± 1,3 g cm-3, tương tự như Trái đất.
Một bài báo thứ hai của Hatzes và các cộng sự sử dụng phân tích Fourier đã báo cáo răng COROT- 7b có khối lượng bằng 6.9 lần khối lượng Trái Đất và tìm ra các dấu hiệu cho thấy một hành tinh thứ ba trong hệ thống COROT-7d có khối lượng tương tự như thời kỳ quỹ đạo của sao Hải Vương- quỹ đạo 9 ngày.
Boisse và cộng sự, sử dụng sự kết hợp đồng thời các hoạt động của ngôi sao và các tín hiệu hành tinh trong dữ liệu vận tốc xuyên tâm, tính cho COROT-7b một khối lượng là bằng 5,7 lần khối lượng Trái đất, mặc dù với độ không chắc chắn rất lớn.
Nhóm Corot sau đó đã công bố một bài báo thứ hai về khối lượng của COROT-7b, hành tinh này nặng bằng 7,42 lần khối lượng Trái Đất.
Một nghiên cứu cuối cùng của Ferraz-Mello và cộng sự đã cải tiến cách tiếp cận được sử dụng, cho thấy nó làm giảm biên độ vận tốc xuyên tâm của hành tinh. Báo cáo cho thấy COROT-7b có khối lượng nặng hơn 8 lần khối lượng Trái đất, phù hợp với bài báo thứ hai do nhóm COROT xuất bản. Do đó, CoRoT-7b có thể là đá với một lõi sắt lớn và có một cấu trúc bên trong giống như sao Thủy hơn là giống với Trái Đất.

Sự quan sát của kính viễn vọng Spitzer

Một xác nhận độc lập của COROT-7b được xem là một hành tinh được cung cấp bởi sự theo dõi mà được thực hiện với không gian dựa trên kính viễn vọng Spitzer. Các quan sát của nó đã khẳng định sự chuyển tiếp của hành tinh, với độ sâu như nhau, ở các bước sóng khác nhau so với những gì được quan sát bởi COROT. Dữ liệu sau đó cho phép xác nhận COROT-7b như là một hành tinh hoàn toàn bình thường.

Đặc điểm

Mặc dù khối lượng của COROT-7b vẫn không được khẳng định chắc chắn, với dự đoán khoảng từ 2 đến 8 lần khối lượng Trái Đất, bán kính và khoảng thời gian quỹ đạo của nó được biết đến từ phép đo quang COROT: nó quay quanh rất gần ngôi sao mẹ (bằng 1/23 lần khoảng cách từ Sao Thủy đến Mặt trời) với chu kỳ quỹ đạo 20 giờ, 29 phút, và 9,7 giây và có bán kính bằng 1,58 lần bán kính Trái Đất. COROT-7b có quỹ đạo ngắn nhất trong bất kỳ hành tinh nào được biết đến vào thời điểm phát hiện ra nó.
COROT-7b có nhiệt độ bề mặt tối đa từ 1800 đến 2600 °C (3300 đến 4700 độ Fahrenheit). Do nhiệt độ cao, nó có thể được bao phủ trong dung nham. Thành phần và mật độ của hành tinh làm cho COROT-7b có thể là một hành tinh đá, giống như Trái Đất. Nó có thể thuộc về một lớp các hành tinh được cho là có chứa tới 40% nước (ở dạng băng hoặc hơi). Tuy nhiên, thực tế là nó hình thành nên gần với ngôi sao mẹ của nó nên có thể là nó đã cạn kiệt các chất dễ bay hơi. Nghiên cứu lý thuyết cho thấy CoRoT-7b có thể là một hành tinh chthonian (phần còn lại của một hành tinh giống Sao Hải Vương, từ đó phần lớn khối lượng ban đầu đã được loại bỏ do gần với ngôi sao mẹ). Các nhà nghiên cứu khác phản đối điều này, và kết luận COROT-7b luôn là một hành tinh đá. Bất kỳ sự chuyển hướng nào từ quỹ đạo của nó (do ảnh hưởng của ngôi sao và các hành tinh lân cận) có thể tạo ra hoạt động núi lửa mạnh tương tự như của Io, thông qua sự tràn lên của thủy triều.
Một nghiên cứu chi tiết về tài sản của COROT-7b đã được công bố và kết luận rằng bất chấp sự không chắc chắn về khối lượng, hành tinh này giống như trái đất. Sự gần gũi với các ngôi sao của nó ngăn ngừa được sự hình thành của một bầu khí quyển đáng kể, với bán cầu bên cạnh nóng như sợi dây tóc vonfram của một bóng đèn nóng rực, dẫn đến sự hình thành của một đại dương dung nham. Các nhà nghiên cứu đề xuất đặt tên cho lớp hành tinh mới này là "hành tinh biển dung nham".

Phía bên trong

Sự không chắc chắn trong khối lượng COROT-7b không cho phép xác định mô hình chính xác về cấu trúc hành tinh. Tuy nhiên, phỏng đoán vẫn có thể được đưa ra. Giả sử một hành tinh có khối lượng bằng 5 lần quả địa cầu, hành tinh này được mô hình hóa để có sự đối lưu trong lớp phủ với một lõi nhỏ không quá 15% khối lượng của hành tinh, hoặc 0,7 M⊕. Lớp phủ dưới lớp ranh lõi-lớp phủ có sự đối lưu chậm chạp hơn lớp phủ trên vì áp lực lớn hơn làm cho chất lỏng trở nên nhớt hơn. Nhiệt độ của lớp phủ bảo vệ cao hơn và khác nhau từ một phía của hành tinh này sang mặt khác. Tuy nhiên, nhiệt độ của sự dâng lên về nhiệt độ này không bị ảnh hưởng bởi biến đổi nhiệt độ hạ lưu bề mặt. Vào ngày bình thường của hành tinh sẽ bị chặn lại, nơi nhiệt độ bề mặt nóng liên tục đối mặt với ánh mặt trời của nó, bề mặt có một phần trong sự đối lưu, đó là bằng chứng cho thấy toàn bộ bề mặt của bán cầu được bao phủ trong các đại dương của dung nham. Trên phần tối vĩnh cửu, bề mặt mát mẻ đủ để tạo thành lớp vỏ với dung nham trên lớp phủ đối lưu với lớp đất núi lửa dữ dội. Còn phần sáng của hành tinh có các tế bào đối lưu lớn hơn so với phần tối. Các nhà nghiên cứu cũng đã điều tra trạng thái vật lý của cấu trúc bên trong CoRoT-7b, cho thấy có thể là một lõi sắt rắn, do đó một từ trường tự tạo nên vắng bóng trên hành tinh này.

Khả năng có khí quyển

Do nhiệt độ cao trên mặt chiếu sáng của hành tinh và khả năng tất cả các chất trên bề mặt đã cạn kiệt, sự bốc hơi đá silicat có thể tạo ra một bầu không khí mong manh (với áp suất gần 1 Pa hoặc 10-2 mbar ở 2500 K) bao gồm chủ yếu là natri, O₂,O và silicon monoxit, cũng như một lượng nhỏ kali và các kim loại khác. Magie (Mg), nhôm (Al), canxi (Ca), silicon (Si) và sắt (Fe) có thể chảy ra từ một bầu khí quyển như vậy ở mặt trời về phía sáng dưới dạng các hạt khoáng chất như enstatite, corundum và spinel, wollastonit, silica, và sắt (II) oxit, sẽ ngưng tụ ở độ cao dưới 10 km. Titanium (Ti) có thể bị cạn kiệt bằng cách vận chuyển về phía tối trước khi ngưng tụ như perovskite và geikelite. Natri (và ở mức độ thấp hơn, kali), dễ bay hơi, sẽ ít bị tụt lại thành đám mây, và sẽ chiếm ưu thế trong các lớp ngoài của khí quyển. Các quan sát được thực hiện với quang phổ UVES trên COROT-7b trong và ngoài không phát hiện được bất kỳ tính năng có lợi nào. Các dải quang phổ của canxi (Ca I, Ca II) và Na (Na), dự kiến ​​cho một hành tinh giống sao Thủy, đều vắng mặt hoặc thấp hơn giới hạn phát hiện. Việc thiếu các phát hiện là phù hợp với các nghiên cứu lý thuyết được trích dẫn trước đây, cho thấy một bầu không khí không có mây được tạo ra từ những hơi đá có áp lực rất thấp. Từ dữ liệu sẵn có, các nhà khoa học chỉ có thể suy ra rằng COROT-7b không giống với bất kỳ hành tinh đá nào của Hệ mặt trời.