Газовые карлики: возможные пристанища для жизни?

[Searcher16]

Долгое время эталонами газовых планет считались гиганты Солнечной системы.
Однако в последнее время выяснилось, что внесолнечные "рыхлые" планеты могут быть гораздо меньше по массе при сопоставимой плотности:
1) Семейство у Kepler-11;
2) Внешняя планета у Kepler-87: 6.4 земных масс при 6.14 земных радиусов;
3) Kepler-79 d ещё воздушнее: 6 земных масс при 7.16 земных радиусов;
и недавно открыли подобную экзотику в ОЗ.

Предлагаю в этой теме обсудить возможность поддерживать жизнь, а заодно и прочие параметры (циркуляция атмосферы, существование поверхности под ней, ...) таких планет, расположенных в "зеленой зоне". 

[ChiefPilot]

Чего-то никто не пишет... Видимо, потому, что не совсем понятно, что тут обсуждать? Ну, замечательно, что есть такие планеты. И на них никто и ничто не мешает теоретическому существованию и жизни и циркуляции атмосферы и существованию поверхности под ней. Жизни, на мой взгляд, вообще пофиг, ГДЕ существовать. Лишь бы ТАМ были все необходимые для её существования факторы (например: углерод, кислород, вода (и их круговорот), подходящие давления, температуры и уровни излучений). Всё это вполне реализуемо на таких планетах. И чего тут можно обсудить?

[vika vorobyeva]

Боюсь, что обсуждать тут действительно нечего.
Насколько я понимаю, газовыми карликами называют маломассивные планеты (несколько масс Земли), значительная доля массы которых (10-50%) приходится на водородно-гелиевую оболочку. Это значит, что примерно половина радиуса таких планет будет занимать атмосфера, а давление на дне превысит аналогичную величину для Урана и Нептуна (сотни килобар). Кроме высокого давления, там будет еще и высокая температура (какая? не знаю, но явно выше температуры критической точки воды). То есть никакой жизни в нашем понимании там быть не может.
Летающие атмосферные формы (например, микробы, живущие в капельках водяных облаков) также маловероятны, поскольку для жизни помимо летучих веществ (углерода, кислорода, азота, серы) нужны еще и микроэлементы (железо, молибден, магний и пр.) А откуда их взять, если атмосфера простирается на несколько тысяч километров?
Так что я бы подобные планеты как пристанище для жизни всерьез бы не рассматривала.

[Valenock]

Летающие атмосферные формы (например, микробы, живущие в капельках водяных облаков) также маловероятны, поскольку для жизни помимо летучих веществ (углерода, кислорода, азота, серы) нужны еще и микроэлементы (железо, молибден, магний и пр.) А откуда их взять, если атмосфера простирается на несколько тысяч километров?

А не может ли атмосфера содержать достаточное количество пыли из-за вулканической или атмосферной активности на поверхности?

[Nucleosome]

вообще планеты какие-то странные... уже очень они лёгкие - плотность порядка 0,2 шутка ли!.. если ещё и тёплые - не то что наши газовые (которые куда плотнее этих), то как они вообще удерживают столь летучую атмосферу? и вообще, не протопланеты ли это?
насчёт микроэлементов... ну можно предположить, что они будут в капельках воды в атмосфере. мало конечно, но... эта наша жизнь, у которой недостатка в таких вещах как железо точно нет (хотя в других бывает...) расжилась используя вовсю металлы в том числе и довольно тяжёлые, а если олько на нуклеотидно-аминокислотных последовательности и есть материал, то может теоретически они смогут сделать активные центры исключительно на такмо материале - ведь нужно для них в конце концов только различия в электронной плотности... правда вот рецепторы электронов сооружить так уже сложнее...

[Poleno]

А может это как раз что-то вроде Globus Cassus?
Большое в диаметре и в среднем не плотное.

[Ремвер]

Интересно, а могут ли существовать многоклеточные организмы в атмосфере? Что-то типа водорослей, но только аэросли? Длинные тонкие нити, типа паутины или тины, может быть тонкие плёнки, дрейфующие по воле ветров? А микроэлементы, оседающие в космической пыли, они могли бы притягивать электростатически и накапливать относительно большое количество за счёт большой удельной площади поверхности к массе тела.

[Mark]

Жизнь в атмосфере газового гиганта - http://tomsk.fm/watch/222954

[khem]

Жизнь в атмосфере газового гиганта - http://tomsk.fm/watch/222954

и как  эта жизнь смогла самособраться?

[Klapaucius]

а давление на дне превысит аналогичную величину для Урана и Нептуна (сотни килобар). Кроме высокого давления, там будет еще и высокая температура

А сами Уран и Нептун в этом смысле как? Никак? Может довольно любопытные условия "на дне".

[pkl]

Скорее, это какие-то "супервенеры".

[Klapaucius]

Скорее, это какие-то "супервенеры".

Да, пожалуй. Притом что если у Венеры на высоте, соответствующей земному давлению, и температура довольно приемлемая (50 км, 0 по Цельсию если не ошибаюсь), то у них такой зоны даже нет (Юпитер и возможно Сатурн в этом смысле даже поинтереснее чем Уран с Нептуном). При 1 атм. температура много ниже, при  0 по Цельсию давление много больше 1 атм. Ну а на дне вообще, хоть и "жидкость" - полная экзотика.

[Olweg]

Насколько я понимаю, газовыми карликами называют маломассивные планеты (несколько масс Земли), значительная доля массы которых (10-50%) приходится на водородно-гелиевую оболочку.

Всё же меньше - порядка 0.1 - 10%. Даже 0.1% водорода с гелием - это весьма и весьма мощная атмосфера.

[Dem]

мы надуваем воздушные шары водородом или гелием. Но чем надувать шар в водородно-гелиевой атмосфере?

[vika vorobyeva]

Насколько я понимаю, газовыми карликами называют маломассивные планеты (несколько масс Земли), значительная доля массы которых (10-50%) приходится на водородно-гелиевую оболочку.

Всё же меньше - порядка 0.1 - 10%. Даже 0.1% водорода с гелием - это весьма и весьма мощная атмосфера.

Прошу прощения, но если средняя плотность планеты у нас 0.09 ± 0.02 г/куб.см (планета Kepler-79 d), то доля водорода в ее составе не 0.1 и даже не 10%

http://arxiv.org/pdf/1310.2642v1.pdf

[Klapaucius]

мы надуваем воздушные шары водородом или гелием. Но чем надувать шар в водородно-гелиевой атмосфере?

Водородом. Или как обычный воздушный шар, более тёплым газом чем окружающий. Но если природа где-то на такое сподобилась, будет удивительнее чем изобретение ею колеса. Впрочем у нас и без всего этого всякие споры и семена одуванчиков летают. В более плотной атмосфере это конечно проще. Только кроме как летать, и например кушать друг друга, нужен ещё стабильный приток минеральных веществ.

[Golossvyshe]

Насколько я понимаю, газовыми карликами называют маломассивные планеты (несколько масс Земли), значительная доля массы которых (10-50%) приходится на водородно-гелиевую оболочку.

Всё же меньше - порядка 0.1 - 10%. Даже 0.1% водорода с гелием - это весьма и весьма мощная атмосфера.

Прошу прощения, но если средняя плотность планеты у нас 0.09 ± 0.02 г/куб.см (планета Kepler-79 d), то доля водорода в ее составе не 0.1 и даже не 10%

http://arxiv.org/pdf/1310.2642v1.pdf

Два вопроса, если позволите.

1. Плотность чистого водорода при н. у. = 0,00009 г/см3. Т. е. при давлении порядка 1000 атм плотность УЖЕ достигнет 0,09. При наличии гелия таковая плотность будет достигнута раньше, при давлении всего в сотни атм.
А теперь внимание, вопрос. Возможна ли для планеты плотность 0,09 и тем более 0,07 В ПРИНЦИПЕ?

2. КАК ВООБЩЕ могли сформироваться подобные "газовые микрогиганты"? Этак мы до открытия "газовых марсов" дойдём. а там и черёд "газовых лун" не за горами 

Возможно, мы обсуждаем оксюмороны. И нет никаких "газовых микрогигантов", а есть лишь ошибки в наблюдениях.

[vika vorobyeva]

Возможно, мы обсуждаем оксюмороны. И нет никаких "газовых микрогигантов", а есть лишь ошибки в наблюдениях.

Если бы таких планет была одна-две штуки, можно было бы списать все на ошибки наблюдений. Скажем, ошибка в определении радиуса в 10% приводит к занижению/завышению средней плотности на 25%, поскольку радиус входит в формулу средней плотности в степени -3. А уж ошибившись с радиусом на 20%, мы получим ошибку со средней плотности ~50%. Планета Kepler-79 d может оказаться несколько массивнее, ее радиус - несколько меньше, и вот уже ее средняя плотность становится не такой вызывающе низкой.
Но общего вывода это не отменяет. Газовые планеты в интервале масс 4-10 масс Земли существуют. Более того, модели таких планет были расчитаны еще до их открытия. То есть никакой современной науке это не противоречит. В Солнечной системе их нет - ну так в Солнечной системе много чего нет. Нет горячих юпитеров (и вообще горячих планет), нет планет с массами в интервале 1-14 масс Земли, нет планет с преобладанием углерода над кислородом, и т.д.
Конечно, хочется уточнить значения масс "газовых микрогигантов" методом лучевых скоростей - вдруг в TTV-метод вкралась какая-нибудь систематика вроде неучета влияния внешних нетранзитных планет. Но это будет сделано в ближайшие годы Северным HARPS`ом.

[pkl]

2. КАК ВООБЩЕ могли сформироваться подобные "газовые микрогиганты"? Этак мы до открытия "газовых марсов" дойдём. а там и черёд "газовых лун" не за горами 

А не могут это быть "супертитаны", которые за счёт трения в протопланетном облаке мигрировали ближе к звезде?

[Dayan]

1. Плотность чистого водорода при н. у. = 0,00009 г/см3. Т. е. при давлении порядка 1000 атм плотность УЖЕ достигнет 0,09. При наличии гелия таковая плотность будет достигнута раньше, при давлении всего в сотни атм.
А теперь внимание, вопрос. Возможна ли для планеты плотность 0,09 и тем более 0,07 В ПРИНЦИПЕ?

По Вашей логике получается, что, например, при давлении в центре Юпитера в 50 миллионов атм, плотность водорода там должна быть 4500 г/см³. Что получается, Юпитер или Сатурн должны быть меньше Земли по размеру, ведь давление, а значит и плотность быстро растут у них с глубиной? А температура как-нибудь в Вашем рассчёте учитывается? Уравнение Менделеева-Клапейрона применимо лишь для идеального газа. Реальный газ при высоких давлениях (больше 10⁷ Па) ведёт себя отнюдь не линейно. При определённом давлении газ становится сверхкритической, а затем и молекулярной жидкостью (в теле Сатурна, например, такая водородная жидкость занимает больше 80% его объёма, и ничего - её плотность много ниже плотности воды!). Она также почти несжимаема как вода, например. На дне Маринаской впадины хоть давление и близко к 1000 атм, плотность воды там по-прежнему около 1 г/см³. Вот фазовая диаграмма для водорода - он становится сверхкритической жидкостью уже при 12 атм.