47 UMa, czyli nie tak odległy drugi „Układ Słoneczny”

Czyli nie tak odległy drugi „Układ Słoneczny”

Gwiazda centralna:
Na rubieżach konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy znajduje się dość ciemna wizualnie żółta gwiazda, podobna w swych parametrach fizykochemicznych do Słońca. 47 Ursa Majoris (zwana też zwyczajowo Chalawan) należy do typu widmowego G1V (choć istenieją również wzmianki o typie G0V). Osiąga jasność wizualną zaledwie 5,0m , a więc dopiero przy korzystnych warunkach obserwacyjnych, jest osiągalna gołym okiem. Wskaźnik barwy to ok. +0,63 , podobnie jak Słońce. Gwiazda ta jest bladożółta i utrzymuje zbliżoną do Słońca temperaturę powierzchni: 5.780 K. Masa obu gwiazd jest również bardzo zbliżona (M47UMa= 1,03Mͽ). Prędkość rotacji gwiazdy Chalawan to blisko 16 dni. To nieco rychlej niż Słońce, u którego uśredniony okres obrotu wynosi 27 dni. 47 UMa Znajduje się względnie blisko Układu Słonecznego, zaledwie niecałe 46 l.ś. Pod względem rozmiaru, Chalawan nieco przewyższa Słońce: R= 1,23R®. Obserwacje powierzchni/ aktywności odległych gwiazd nie są łatwe, ale póki co nie stwierdzono szczególnej aktywności ani plam na powierzchni gwiazdy Chalawan, w przeciwieństwie do Słońca, którego powierzchnia jest aktywna. Na obecny stan wiedzy Chalawan jest gwiazdą pojedynczą.

System planetarny:
Jak się okazuje, 47 UMa posiada swój system planet. Jedna z nich osiąga masę aż 2,54 mas Jowisza, a czas jej okres obiegu to aż 1.089 (+/- 2,9) dni. Jest to planeta najbardziej „wewnętrzna”, najbliższa swej macierzystej gwieździe. Nieco bardziej zewnętrzna to obiekt o sporo mniejszej masie: zaledwie 0,76 MJUP. Okres obiegu wynosi 2.594 (+/- 90) dni. Porównując masy oraz okresy obiegu obu planet, można dostrzec ich podobieństwo do pary planet Jowisz- Saturn. Stosunek masy cięższej z planet do masy lżejszej oraz stosunek okresów obiegu tychże obiektów są niemal identyczne w przypadku systemu planetarnego gwiazdy 74 UMa oraz Układu Słonecznego. Planeta 47 UMa b (ta wewnętrzna) jest oddalona od gwiazdy centralnej o ok. 2,2 AU. 47 UMa c (dalsza od gwiazdy) orbituje w odległości ok. 3,7 AU od centrum. Oba ciała niebieskie są niejako analogią do masywnych gazowych olbrzymów. Naukowcy prowadzą badania, mające pomóc w odpowiedzi na pytanie, czy układ 47 UMa zawiera, podobnie jak Układ Słoneczny, wewnętrzny system niewielkich skalistych „ziemiopodobnych” planet.
Na podstawie niektórych parametrów systemu gwiezdnego można oszacować temperaturę powierzchni planet:

T_eq =  T^*(R^*/2a) ^1/2  (1 – A) ^1/4

gdzie T* to temperatura gwiazdy, R* to jej promień, z kolei „a” oznacza odległość planety od gwiazdy macierzystej. „A” to albedo planety (tutaj przyjęto 0,35 albedo Jowisza). Dzięki obliczeniom uzyskujemy wartość 180 K (powierzchnia egzoplanety 47 UMa B) (późniejsze wyliczenia bardziej wskazują na 194 K). Orbity obu planet są lekko ekscentryczne. Według szacunkowych obliczeń tzw. ekosfera (habitable zone) znajduje się w przedziale odległości pomiedzy ok. 1,05- 1,40 AU. Oznacza to, że warunki tam panujące sprzyjały by istnieniu wody w stanie ciekłym.
Istnieją również doniesienia o odkryciu trzeciej egzoplanety orbitującej wokół systemu 47 UMa. Jest to obiekt oddalony od środa układu o dystans ok. 13,4 AU.

Żródło:
1. Notatki prof. Jima Kallera z Uniwerytetu w Illinois.
2. G. Laughlin, J. Chambers i D. Fischer: „A Dynamical Analysis of The 47 UMa Planetary System”, 2001.
3. R.P. Buttler i G.W. Marcy: „A Planet Orbiting 47 Ursae Majoris”, 1996.
4. M. Bartusiak: „Archives of The Universe […]”, str. 604- 607, 2006.
5. F. Feroz, S.T. Balan i M.P. Hobson: „Detecting Extrasolar Planets […]”, 2010.