Экзопланеты суперземли могут оказаться непригодными для жизни

[Ксавье]

Экзопланеты суперземли могут оказаться непригодными для жизни. Это показало новое австрийское исследование.  Доктор Хельмут Ламмер (Helmut Lammer) из Института космических исследований (IWF) Австрийской академии наук, сообщает в новом исследовании, что они с коллегами смоделировали накопление газа для планетарных ядер, которые больше массы Земли на 0,1-5 раз.
Планеты с одинаковой плотностью с Землей будут бороться, чтобы захватить газ, пока они не превзойдут массу нашей планеты в 0,5 раза. В случае формирование объекта, близкого по массе к Земле, существует «перетягивание каната» между накоплением и рассеиванием газа, поэтому атмосфера не может стать достаточно плотной.
Тем не менее, самые высокие массовые ядра, справедливо названые супер-Землями, почти весь газ удерживают около поверхности благодаря своим сильным гравитационным полям. В самом деле, так называемые супер-Земли могут быть больше мини-Нептуна.
 Показан результат
"Наши результаты показывают, что планеты, подобные этим двум супер-Землям (Kepler-62e и Kepler-62f), возможно, захватили количество водорода, эквивалентное от 100 до 1000 раз содержимому в океанах Земли, при этом могут потерять всего несколько процентов на протяжении своей жизни", сообщает Ламмер. "С такими плотными атмосферами, давление на поверхности будет огромным, что делает существование жизни практически невозможным".
Показана ссылка

В принципе выводы австрийских ученых не отвергаю, так как в целом нужное исследование, но не согласен с мнением их по поводу сомнений в обитаемости таких миров, потому что считаю, что заключение поспешны и необъективны. Объясню проще: водород растворим в этаноле и ряде металлов. То есть связывается и никак не может присутствовать в атмосфере планеты. Это ведь всевозможные соединения — гидриды, вода, кислоты, органические соединения. Может я не прав? Объясните мне, просто я ну никак не представляю себе как планета, которая больше Земли всего на 40 % может накопить столько водорода, что хватит на Нептун (1,32—2,64 масс Земли)...

[LonelyWanderer]

у Нептуна силикатное ядро 1.2 массы Земли и вон сколько льда собрал..

[Valenock]

водород растворим в этаноле

Интересно было бы найти планету, состоящую процентов на сорок из этанола, а остальное - вода.

[ivanij]

больше массы Земли в 0,1-5 раз.

Очевидно, следует читать: больше массы Земли в 1,1...5 раз?

[Technecy]

Интересно было бы найти планету, состоящую процентов на сорок из этанола,

Ага, завода "кристалл масква".

[Ксавье]

Очевидно, следует читать: больше массы Земли в 1,1...5 раз?

Я исправил:

больше массы Земли на 0,1-5 раз

[LonelyWanderer]

Неправильное математическое моделирование какое-то.  На примере Нептуна и Урана, чьи силикатные ядра чуть больше Земли - имеют не так уж и много чистого водорода и гелия, основную массу составляют льды, в то время как Юпитер и Сатурн состоят в основном из водорода и гелия. Видимо, Нептун и Уран в ходе своего формирования ещё долго не могли удерживать водород с гелием, и только когда накопилось много льдов - начал сохраняться и водород с гелием.
Вопрос только, почему у Нептуна с силикатным ядром в 1.2 массы Земли так много льдов, а у Земли и Венеры - так мало...
Хотя в целом, если брать какие-то промежуточные варианты между Ураном/Нептуном и Венерой/Землёй(первобытной), то становится очевидным что даже при  1.1, 1.2 массы Земли будут значительно более мощные атмосферы из СО2, аммиака и т.д, что приведёт к усилению парникового эффекта, увеличению температуры на поверхности и венеризации планеты или нептунизации.  А между прочим, даже то, что жизнь возникла на Земле - это чудо, т.к., например, помести сейчас  Венеру на орбиту Земли, и добавь в атмосферу гигантское количество воды - не произошла бы конденсация океанов, т.к. и тепла земной орбиты хватает для содержания температуры выше кипения воды на Венере. Вода бы в атмосфере постепенно диссоциировала и водород бы улетучился.
Так что, условия для зарождения жизни чрезвычайно низки. Венера имеет 0.8 массы Земли - имеет чрезвычайно мощную атмосферу, но водород убежал. Если снижать массу до 0.5 Земли - то можно надеятся на менее мощную атмосферу, но не надеятся на длительное существование гидросферы. При массах выше 0.8 Земли - увеличивается шанс венеризации, а уже от 1.2 -  нептунизации планеты...

[Olweg]

Очевидно, следует читать: больше массы Земли в 1,1...5 раз?

Я исправил:

больше массы Земли на 0,1-5 раз

Правильнее: с массами 0,1 - 5 земных. Неудачный перевод с английского.

[Ксавье]

Неправильное математическое моделирование какое-то.  На примере Нептуна и Урана, чьи силикатные ядра чуть больше Земли - имеют не так уж и много чистого водорода и гелия, основную массу составляют льды, в то время как Юпитер и Сатурн состоят в основном из водорода и гелия. Видимо, Нептун и Уран в ходе своего формирования ещё долго не могли удерживать водород с гелием, и только когда накопилось много льдов - начал сохраняться и водород с гелием.
Вопрос только, почему у Нептуна с силикатным ядром в 1.2 массы Земли так много льдов, а у Земли и Венеры - так мало...
Хотя в целом, если брать какие-то промежуточные варианты между Ураном/Нептуном и Венерой/Землёй(первобытной), то становится очевидным что даже при  1.1, 1.2 массы Земли будут значительно более мощные атмосферы из СО2, аммиака и т.д, что приведёт к усилению парникового эффекта, увеличению температуры на поверхности и венеризации планеты или нептунизации.  А между прочим, даже то, что жизнь возникла на Земле - это чудо, т.к., например, помести сейчас  Венеру на орбиту Земли, и добавь в атмосферу гигантское количество воды - не произошла бы конденсация океанов, т.к. и тепла земной орбиты хватает для содержания температуры выше кипения воды на Венере. Вода бы в атмосфере постепенно диссоциировала и водород бы улетучился.
Так что, условия для зарождения жизни чрезвычайно низки. Венера имеет 0.8 массы Земли - имеет чрезвычайно мощную атмосферу, но водород убежал. Если снижать массу до 0.5 Земли - то можно надеятся на менее мощную атмосферу, но не надеятся на длительное существование гидросферы. При массах выше 0.8 Земли - увеличивается шанс венеризации, а уже от 1.2 -  нептунизации планеты...

К примеру обнаружена планета с радиусом 1.9 земного и массой равной 1 массе Земли. Планета газовый карлик

[Technecy]

Мне кааца, кааца, что правильнее было бы искать не по массе брутто. А по соотношению массы литосферы к массе атмосферы. Вот тут, если 0.9<k<1.1 относительно Земли, и условия будут приемлемые. Для, углеродной жизни вообще и человека в частности.
Вот что такое 0.1 массы Земли? это луна какая-то. Или облачко газа. Тучка, а не медведь планета.
А что такое 5 масс Земли? Это дикая гравитация и на поверхности планеты обычный человек будет весить 400 кг. Даже в носу поковыряться, уже достижение достойное олимпийской золотой медали.
В таком плане, заявление "Суперземли возможно не пригодны для жизни" выглядит как Откровение Капитана Очевидность.
Стоило копья ломать? Ведь давно признано что нужна Земля2 +-10% по всем параметрам, в том числе и по плотности излучения от звезды на поверхности. ВОт там, возможно что то и будет.

[ВадимZero]

А что такое 5 масс Земли? Это дикая гравитация и на поверхности планеты обычный человек будет весить 400 кг

По вашему, если масса в пять раз больше то и гравитация на поверхности в пять раз больше?

[Technecy]

если честно, не считал. так, на вскидку. Может поправите?

[LonelyWanderer]

К примеру обнаружена планета с радиусом 1.9 земного и массой равной 1 массе Земли. Планета газовый карлик

Такая планета может быть скорее не мини-нептуном, а макси-венерой, а еще точнее - гипер-Титаном. Врдород с гелием не удержит, а вот аммиак, углекислоту, аммиак  и т.д. - вполне. Но такая планета может образоваться, повидимому, если она одна из доминирующих планет, и рядом нет  юпитеров, которые бы забрали большую часть газов.
 А я бы вообще сказал, учитывая пример Марса с массой  0.1 Земли, Венеры с массой 0.8; Земли - 1.0  и Нептуна с силикатным ядром в 1.2 массы Земли, что наиболее вероятное складывание нужных условий для жизни должно быть не 1.0 +-10%, а скорее где-то  0.7-1.0 масс, и Земля ближе к верхнему пределу. У более тяжелых планет слишков высок шанс венеризации. Планета, скажем, в 0.7 масс (чуть меньше Венеры) еще достаточно велика, чтобы удерживать солидную атмосферу, и иметь длительную тектоническую активность

[ВадимZero]

если честно, не считал. так, на вскидку. Может поправите?

Ну если диаметр будет как у земли, тогда как вы и сказали. А если плотность как у земли, то где то 2,23

[Ксавье]

Такая планета может быть скорее не мини-нептуном, а макси-венерой, а еще точнее - гипер-Титаном. Врдород с гелием не удержит, а вот аммиак, углекислоту, аммиак  и т.д. - вполне. Но такая планета может образоваться, повидимому, если она одна из доминирующих планет, и рядом нет  юпитеров, которые бы забрали большую часть газов.
 А я бы вообще сказал, учитывая пример Марса с массой  0.1 Земли, Венеры с массой 0.8; Земли - 1.0  и Нептуна с силикатным ядром в 1.2 массы Земли, что наиболее вероятное складывание нужных условий для жизни должно быть не 1.0 +-10%, а скорее где-то  0.7-1.0 масс, и Земля ближе к верхнему пределу. У более тяжелых планет слишков высок шанс венеризации. Планета, скажем, в 0.7 масс (чуть меньше Венеры) еще достаточно велика, чтобы удерживать солидную атмосферу, и иметь длительную тектоническую активность

А другие считают, что Земля наоборот будет иметь нижний предел для обитаемости (даже Венера не попадает, т.к. слишком мала). Найду ссылку, скину...

[LonelyWanderer]

Такая планета может быть скорее не мини-нептуном, а макси-венерой, а еще точнее - гипер-Титаном. Врдород с гелием не удержит, а вот аммиак, углекислоту, аммиак  и т.д. - вполне. Но такая планета может образоваться, повидимому, если она одна из доминирующих планет, и рядом нет  юпитеров, которые бы забрали большую часть газов.
 А я бы вообще сказал, учитывая пример Марса с массой  0.1 Земли, Венеры с массой 0.8; Земли - 1.0  и Нептуна с силикатным ядром в 1.2 массы Земли, что наиболее вероятное складывание нужных условий для жизни должно быть не 1.0 +-10%, а скорее где-то  0.7-1.0 масс, и Земля ближе к верхнему пределу. У более тяжелых планет слишков высок шанс венеризации. Планета, скажем, в 0.7 масс (чуть меньше Венеры) еще достаточно велика, чтобы удерживать солидную атмосферу, и иметь длительную тектоническую активность

А другие считают, что Земля наоборот будет иметь нижний предел для обитаемости (даже Венера не попадает, т.к. слишком мала). Найду ссылку, скину...

Венера ничем не хуже Земли с плане возможностей геологии, улетучивания газов. Разница минимальна. Она только вращается медленнее и луны не имеет. Венера скорее всего в середине массогабаритной вероятности возникновения жизни, а не Земля.

[Technecy]

если честно, не считал. так, на вскидку. Может поправите?

Ну если диаметр будет как у земли, тогда как вы и сказали. А если плотность как у земли, то где то 2,23

Верно. Дабы прояснить ход моей мысли добавлю. Плотность планеты должна быть близкой к Земной. Тогда и состав её будет где то рядом. Т.е. обеспечит наличие всех нужных элементов.

Далее, количество солнечной радиации и её спектр. Т.е. класс звезды и диаметр орбиты планеты.

[Зайцев]

Короче, ясно, что ничего не ясно. Сверхземли - абсолютно неизученное явление. Чем они в действительности являются - совершенно непонятно. И не станет понятно, вплоть до отправки зондов к этим телам. Так что кричать о тысячах планет земного типа в обитаемой зоне, пока что, как минимум преждевременно.

[Mark]

И не станет понятно, вплоть до отправки зондов к этим телам.

Вряд ли такие времена наступят.

Проще создать оптику, с помощью которой возможно будет получать изображения экзопланет. Плюс проводить подробный спектральный анализ.

[Arton]

В суперземли (если таковые есть в природе) должны быть зачислены планеты с параметрами между параметрами Земли и Урана. Рост массы которых (от массы Земли до массы Урана) идет за счет увеличения процентного содержания соединений водорода: с кислородом, азотом, углеродом… И это есть (на массах порядка 5 земных) тип океанид – нормальная основа для зарождения Жизни.
Океаниды лишены суши - вся их поверхность покрыта мировым океаном и Земля весьма близка к этой категории планет, но все же не супер, а просто земля.