Астрономы объявили о возможном существовании девятой планеты Солнечной системы!

[Андрей Курилов]

А нельзя ли уточнить метод, которым делалась данная оценка? Понятие "маловероятное" очень и очень расплывчато, это может быть и 0.01, и 1е-100. Положим, сближаются две звезды, причём известно, расстояние их максимального сближения, их массы, и вектора их скоростей на бесконечности.  Так же известно, что вокруг одной из них по орбите, близкой к круговой, на заданном расстоянии вращается планета заданной массы. Есть ли метод оценки порядка величины вероятности "перескока" планеты от одной звезды к другой без проведения имитационного моделирования?

При характерных взаимных скоростях звёзд в межзвёздной среде (40-50 км/с) такая вероятность составляет твёрдый ноль.
Редко, очень редко, бывает, что звёзды сближаются с относительной скоростью менее 5 км/с (примерно в 1 из 100 или 1000 случаев).
Ещё реже при этом складывается возможность захвата планеты.
Ещё НАМНОГО реже планета вылетает так удачно, что попадает в нужное место и в нужное время.

Весь обмен планетозимапями, планетоидами и изредка более крупными телами происходил лишь на стадии звёздного скопления > 4 млрд лет назад.

[Крупин]

     Интересно было бы опрос устроить "Верите ли вы в Брабатыгу?"

[1valdis]

   Интересно было бы опрос устроить "Верите ли вы в Брабатыгу?"

Согласен.

[vsf]

Этого вполне достаточно, чтобы сказать, что захват солнечной системой планеты массой 5 масс Земли –маловероятное событие, возможно, уникальное в масштабах галактики.

Имхо, Вы сильно перегибаете палку говоря о невероятности. Я уже показывал, что такие планеты известны:

Список обнаруженных планет с наблюдаемым расстоянием больше 200 а.е.:

http://exoplanet.eu/catalog/?f=%22imaging%22+IN+detection
Цитировать
Название, масса в массах Юпитера, наблюдаемое (проективное) удаление от своей звезды

CHXR 73 b   12   200
AB Pic b   13.5   275
DH Tau b   11   330
FW Tau b   10   330
HD 106906 b   11   654
SR 12 AB c   13   1083
Ross 458(AB) c   11.3   1168
GU Psc b   11   2000
WD 0806-661B b   8   2500
JMASS J2126-8140 13.3   6900

Такой большой список обнаруженных планет явно говорит, что у примерно 1% есть звезды с немезидами-юпитерами. Ничего невероятного в этом нет. Известно, что блуждающие юпитеры встречаются, как по 2 штуки на одну звезду. Поэтому вероятность захвата и образования такой немезиды примерно равна как 1 к 100 или около того. Примерно также как вероятность захвата Гималии из основного пояса астероидов.

Если блуждающие земли, супер земли и нептуны приходятся десятками на каждую звезду, то всё сходится. Очень вероятно что почти у каждой звезды есть "9 планета". Если только единицы, тогда всё становится маловероятно.

Пока всё упирается в неизвестную статистику количества блуждающих планет с массой меньше Юпитера.

[Combinator]

     Интересно было бы опрос устроить "Верите ли вы в Брабатыгу?"

Слишком грубо. Мне кажется, если уж и формулимровать, то примерно так - "Как вы оцениваете вероятность визуального обнаружения Планеты Х в ближайшие 5 лет?". Возможные варианты ответа:
- менее 10^-10 (для непреклонных пессемистов) ;
- между 10^-10 и 10^-2;
- между 0.01 и 0.1;
- между 0.1 и 0.3 ;
- между 0.3 и 0.7 ;
- между 0.7 и 0.9 ;
- между 0.9 и 0.99 ;
- выше 0.99 (для безудержных оптимистов) ;




 

[Kweni]

1) Это не такие планеты. В смысле, не захваченные.
2) Это планеты больше Юпитера, почти коричневые карлики. Они как раз попадают на последнее охвостье образования тел при коллапсе газопылевого облака, что кардинально отличает их от планеты в 5 масс Земли. Поэтому они не годятся как аргумент.
3) 2 блуждающих Юпитера на звезду означает ни одного захвата Юпитера звездой в галактике.
4) Вероятность захвата Гималии и других астероидов Юпитером можно примерно оценить в 1/10000000. Считается, что первоначальная масса пояса Койпера – около 35 масс Земли, и ближний астероидный пояс даёт ещё небольшую добавку. Общая масса внешних спуьников Юпитера – около 5·10^-6 массы Земли. Это означает, что Юпитер смог захватить одну десятимиллионную часть астероидных поясов, и вероятность сближения и захвата была примерно такова.

[T^Im]

Утверждения о совсем-совсем невозможности образования суперземли вдали от звезд являются неправдой, потому, что даже в статье об этом сказано:

With an eye toward producing a planet akin to the one envisioned by Trujillo & Sheppard
(2014), Kenyon & Bromley (2015) have argued for the possibility of forming a Super-Earth type planet at a∼150–250 AU over the course of the solar system’s lifetime.

Абстракт статьи по ссылке:

We investigate pathways for the formation of icy super-Earth mass planets orbiting at 125–250 AU around a 1  star. An extensive suite of coagulation calculations demonstrates that swarms of 1 cm–10 m planetesimals can form super-Earth mass planets on timescales of 1–3 Gyr. Collisional damping of 10−2−102 cm particles during oligarchic growth is a highlight of these simulations. In some situations, damping initiates a second runaway growth phase where 1000–3000 km protoplanets grow to super-Earth sizes. Our results establish the initial conditions and physical processes required for in situ formation of super-Earth planets at large distances from the host star. For nearby dusty disks in HD 107146, HD 202628, and HD 207129, ongoing super-Earth formation at 80–150 AU could produce gaps and other structures in the debris. In the solar system, forming a putative planet X at  AU ( AU) requires a modest (very massive) protosolar nebula.

Наблюдение за пылевыми дисками 3-х звезд показывает, что наблюдаемая картина зазоров может соответствовать образованию там суперземель "на задворках" (т.е. такие модели не оторваны от жизни).

[Dem]

У нас есть теория протопланетных дисков, из которой следует распределение образующихся тел по размеру. Уже из этого мы можем прикинуть порядок, а точнее чем на порядок нам и не нужно – на каждую звезду будут приходиться единицы юпитеров и нептунов, не больше десятков земель, тысячи плутонов, миллиарды крупных астероидов, и астрономическое количество мелких. У нас есть законы физики, которые утверждают, что для захвата нужно сближение одновременно трёх тел по немногим удачным траекториям. Причём важна и масса тел: помочь захватить 10 км астероид в облако Оорта может и звезда, и крупная планета, а помочь захватить крупную планету – только звезда. Наконец, у нас есть теория вероятности, которая показывает, насколько маловероятно такое сближение.

Этого вполне достаточно, чтобы сказать, что захват солнечной системой планеты массой 5 масс Земли –маловероятное событие, возможно, уникальное в масштабах галактики. В отличие от захвата мелкого астероида Юпитером или захвата седноида Солнцем в первоначальном звёздном кластере, вероятность чего намного больше. И мы заранее знаем, что любые наблюдательные данные подтвердят это, поскольку наша теория верна.

Солнце - совсем не из первого поколения звезд, поэтому вполне можно считать, что эти тысячи плутонов и миллиарды прочей мелочи летали уже в протозвёздном облаке газа, до формирования из него звёзд.
Так почему захват не мог произойти ещё на этом этапе? Просто попала левая планета в газовый диск...

Это очень хороший вопрос, он показывает, что важно не «что?», а важно «как».
Почему теоретики изначально не предсказали  горячих Юпитеров? Потому что Юпитер – это очень много вещества, а внутри орбиты Меркурия – сравнительно небольшой объём пространства, и из всего материала, который там есть, Юпитер никак не собрать, только Меркурий. Именно в этом состоит возражение теории, и заметьте, оно никак не опровергнуто – образование горячих Юпитеров на месте невозможно. Но оказалось, что возможна миграция планет из области нескольких а.е. – механизм, который первоначально теоретики не заметили.

Смотрим на тесные двойные. Звезда - это гораздо больше вещества, чем Юпитер. И всё оно как-то внутри этой орбиты удержалось...

[Kweni]

Утверждения о совсем-совсем невозможности образования суперземли вдали от звезд являются неправдой

Мы говорим не совсем-совсем, а применительно к Солнечной Системе и планете Брауна. Обратите внимание на фразу: In the solar system, forming a putative planet X at  AU ( AU) requires a modest (very massive) protosolar nebula. Эти вычисления сделаны для плотных массивных дисков, и даже там удалось вытянуть только до суперземли на расстоянии до 250 а.е. А у нас:
а) Солнечная Система, диск которой был слабее среднего. Пояс Койпера слабее даже, чем аналогичный у Тау Кита, хотя Тау кита легче Солнца! 
б) планета, которая дальше 250 а.е. Желательно даже на 2000 а.е.

Поэтому Браун, упомянув указанные вами исследования, переходит дальше к более вероятному предположению о переходе улетающей из системы планеты с гиперболической орбиты на эллиптическую. Но даже это предположение всё равно очень маловероятно.

тысячи плутонов и миллиарды прочей мелочи летали уже в протозвёздном облаке газа, до формирования из него звёзд.
Так почему захват не мог произойти ещё на этом этапе?

Большая разность скоростей. Это всё равно что предложить схватить летящую пулю вместо схватить летящую муху.

А тесные двойные звёзды, как уже много раз говорилось, здесь не при чём и совершенно не аргумент.

[Андрей Курилов]

Имхо, Вы сильно перегибаете палку говоря о невероятности. Я уже показывал, что такие планеты известны:
Список обнаруженных планет с наблюдаемым расстоянием больше 200 а.е.:

vsf, у вас подмена понятий практически в каждом сообщении.
Расстояние от звезды >200 АЕ не означает, что сия планета была захвачена.

[Combinator]

При характерных взаимных скоростях звёзд в межзвёздной среде (40-50 км/с) такая вероятность составляет твёрдый ноль.

Насколько я читал, средняя скорость Солнца относительно ближайших звёзд составляет величину порядка 20 км/сек. Пока группа звёзд, образовавшаяся из общего газово-пылевого облака, не рассосалась,  эта величина должны была быть ещё меньше. Соответственно, и все Ваши последующие оценки оказываются под большим вопросом...

[Kweni]

Вам в конце сообщения как раз это и пишут:

Весь обмен планетозимапями, планетоидами и изредка более крупными телами происходил лишь на стадии звёздного скопления > 4 млрд лет назад.

Зачем повторять чужие слова?

[Андрей Курилов]

Насколько я читал, средняя скорость Солнца относительно ближайших звёзд составляет величину порядка 20 км/сек.

А я не только читал, но и СЧИТАЛ сам.

Соответственно, и все Ваши последующие оценки оказываются под большим вопросом...

Да как вам угодно

[Combinator]

А я не только читал, но и СЧИТАЛ сам.

Дайте ссылку на исходные данные для Ваших подсчётов, плиз.

[Андрей Курилов]

А я не только читал, но и СЧИТАЛ сам.

Дайте ссылку на исходные данные для Ваших подсчётов, плиз.

Re: Верхом на попутной комете до альфа Центавра

[Combinator]

А я не только читал, но и СЧИТАЛ сам.

Дайте ссылку на исходные данные для Ваших подсчётов, плиз.

Re: Верхом на попутной комете до альфа Центавра

Спасибо, но никакого пика "характерных скоростей" в интервале 40-50 км/ч я на Вашем графике как раз не вижу.  Формально просматриваются два максимума - один в диапазон 16-20 км/ч, а другой в диаиазоне 28-32 км/ч. Разве нет?

PS.
Кстати, и Ваше утверждение "Редко, очень редко, бывает, что звёзды сближаются с относительной скоростью менее 5 км/с (примерно в 1 из 100 или 1000 случаев).", если руководствоваться Вашими же графиками, оказывается, скажем так, несколько преувеличеннным.

[T^Im]

При характерных взаимных скоростях звёзд в межзвёздной среде (40-50 км/с) такая вероятность составляет твёрдый ноль.

А разве сейчас Солнце находится в звездном скоплении? Вроде бы в звездном скоплении скорости звезд мало различаются.

Мы говорим не совсем-совсем, а применительно к Солнечной Системе и планете Брауна.

Значит, показалось, что на предыдущих страницах это утверждалось.

То есть, у других звезд суперземли вполне могут формироваться на задворках?
Прекрасно! Этот факт можно использовать как аргумент возможности захвата супер-земли при прохождении близкой звезды. Типа как захват Седноидов/комет, против которого больших возражений,  вроде бы, нет.

Насчет образования в солнечной системе.

Обратите внимание на фразу: In the solar system, forming a putative planet X at  AU ( AU) requires a modest (very massive) protosolar nebula.

не полностью вставилось при копировании, читать как (по контексту статьи и по логике в абстракте перепутаны знаки больше-меньше):

In the solar system, forming a putative planet X at a 300 ≲AU ( a ≳ 1000  AU) requires a modest (very massive) protosolar nebula

т.е. только суперземли в определенном диапазоне расстояний требуют большой массы прототуманности.

Но в самой статье отдельным параграфом рассмотрена Солнечная Система. Насколько я понимаю из беглого прочтения, модель планетообразования позволяет образоваться суперземле ближе 300ае в Солнечной системе!:

5.4. Applications: Solar System
The calculations in this study provide interesting constraints on the formation of a suspected planet X beyond 100 AU in the Solar System. Scaling the results at 125 AU and 250 AU, the time scale to grow Earth-mass or larger planets from 1–10cm pebbles is (формула).
Requiring planet formation to conclude within 3–4Gyr allows super-Earths in annuli with M0 ≈ 15M⊕ at a 300 ≲ AU. More massive rings enable super-Earths outside 300 AU.

[Андрей Курилов]

Спасибо, но никакого пика "характерных скоростей" в интервале 40-50 км/ч я на Вашем графике как раз не вижу.  Формально просматриваются два максимума - один в диапазон 16-20 км/ч, а другой в диаиазоне 28-32 км/ч. Разве нет?

В данном случае надо смотреть на пик флукса, а он равен примерно 35-40 км/с (я немного неточно воспроизвёл по памяти касательно 50км/с).

[Андрей Курилов]

А разве сейчас Солнце находится в звездном скоплении?

Я вроде бы такого не утверждал.

Прекрасно! Этот факт можно использовать как аргумент возможности захвата супер-земли при прохождении близкой звезды. Типа как захват Седноидов/комет, против которого больших возражений,  вроде бы, нет.

Против захвата по сценарию объектов Облака Оорта говорят:
1) Низкое наклонение планеты IX к эклиптике (маловероятно).
2) Низкая орбита (1-2 тыс. АЕ - маловероятно, скорее 20-50 тыс. АЕ).

[T^Im]

Я вроде бы такого не утверждал.

Да, но некорректно использовать "среднюю скорость по текущим окрестностям" для оценки вероятности захвата, если окрестности в момент захвата, вероятно, очень отличались от текущих (более способствовали захвату).

Против захвата по сценарию объектов Облака Оорта говорят:
1) Низкое наклонение планеты IX к эклиптике (маловероятно).
2) Низкая орбита (1-2 тыс. АЕ - маловероятно, скорее 20-50 тыс. АЕ).

1) 30 градусов - это не так уж мало.
2) скорее, сложнее объяснить, но полностью не исключяет.