Астрономы объявили о возможном существовании девятой планеты Солнечной системы!

[Combinator]

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).

Не согласен, нас интресеует отнюдь не флукс (доля звёзд-тихоходов в потоке). Понятно, что в него львиную долю будут вносить аномальные монстры с бешенными скоростями типа звезды Бернарда. Нас же интересует абсолютное количество "перспективных" в плане перескока планеты звёзд в эпсилон-окрестности Солнца. Кстати, кроме того, что в скоплениях недавно родившихся звёзд их взаимные скорости выровнены, так между ними ещё и средние расстояния существенно меньше, чем в среднем по нашей Галактике.

[Kweni]

То есть, у других звезд суперземли вполне могут формироваться на задворках?

Вы так употребляете слово «задворки», будто все звёздные системы одинаковы. Большие массивные диски обычно бывают у массивных звёзд. Но если диск массивной звезды простирается на 300 а.е. и там образуется планета, это вовсе не аргумент в пользу того, что такая же планета могла образоваться в 300 а.е. от Солнца. Во-первых, круговые орбиты пояса Койпера обрываются на 47 а.е., и это говорит о том, что диск доходил только дотуда. Во-вторых, чем меньше звезда, тем медленнее вращаются вокруг неё объекты, и тем медленнее образуются планеты из диска, и чем дальше от звезды, тем тоже медленнее образуется планета. Газопылевой диск может рассеяться намного раньше, и среди оставшихся тел при столкновениях разрушение будет преобладать над слипанием, как это сейчас происходит в поясе астероидов.

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 играет статистика, и об этом в теме уже писалось много раз. Седноидов и комет – миллиарды. А планет – единицы. Захват первых в молодой системе  – обычное дело. Захват вторых – исключительная удача.

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!:

Для этого нужно кольцо протопланетного диска массой 15 масс Земли на расстоянии 250 а.е. от Солнца, причём состоящее одной слипшейся в сантиметровые комки пыли, без газа. А пока газ не улетучился, его масса составляла где-то под 1000 масс Земли. Причём результат, можно сказать, еле наскребли. Нет никаких предпосылок для того, чтобы у Солнца был такой массивный во внешних областях диск.

Кроме того, я напоминаю, что у планеты Брауна большая полуось порядка ≈800 а.е. Таких больших дисков никто никогда не видел,  а если бы и видел, то, поскольку, по утверждениям авторов статьи, при увеличении большой полуоси вдвое время формирования планеты увеличивается втрое, планета Брауна формировалась бы из диска на протяжении ≈30 миллиардов лет.

[T^Im]

Не утверждается, что есть однозначные доказательства образования суперземли в солнечной системе. Опровергались лишь категоричные суждения, что это вообще невозможно в СС, а на окраинах могут образоваться одни гиганты.
Как мы видим, есть работы в которых показывается возможность образования далекой суперземли, в том числе и у нас, поэтому нельзя отбрасывать такую возможность ab initio.
Однозначных доказательств, что в СС это точно не было или было нет ни у вас ни у меня, можно лишь долго рассуждать на тему, насколько это "более вероятно"/"менее вероятно".

[Kweni]

Эта работа – как доказательство возможности существования 50-тонных слонов. Вы докажете, что 50-тонный слон мог бы существовать и ходить по Земле, вычислив это исходя из земной гравитации, и потому что когда-то были 50-тонные динозавры. Но из других источников мы знаем, что 50-тонных слонов нету.

В вашей работе используется экстремально большой и массивный диск. Больше чем у Фомальгаута, хотя Солнце намного легче. Фактически это равносильно утверждению «Солнце – уникальная звезда». И всё, что мы знаем о протосолнечном диске, противоречит этому.

«Опровергались лишь категоричные суждения, что на окраинах могут образоваться одни гиганты» – а это явное недоразумение. Гиганты в Солнечной системе образовывались на расстоянии 5-15 а.е., за снеговой линией. На расстояние 150-1000 а.е. они могли бы только мигрировать, а не образовываться там. Никто не мог утверждать образование планет-гигантов на этом расстоянии, потому что на таком расстоянии планета формируется медленнее, чем рассеивается газ из туманности. Именно поэтому в работе получалась сверхземля, а не гигант.

[T^Im]

Для этого нужно кольцо протопланетного диска массой 15 масс Земли на расстоянии 250 а.е. от Солнца

Нет никаких предпосылок для того, чтобы у Солнца был такой массивный во внешних областях диск.

авторы статьи считают иначе (насколько я понимаю цитату,  возможность вытекает из параметров сформировавшихся в СС планет):

Requiring planet formation to conclude within 3–4Gyr allows super-Earths in annuli with M0 ≈ 15M⊕ at a 300 ≲ AU.

Кроме того, я напоминаю, что у планеты Брауна большая полуось порядка ≈800 а.е. Таких больших дисков никто никогда не видел

Соглашусь, что увеличить афелий до 800 ае будет не просто.
Но насчет дисков не стоит так категорично (из той же статьи):

For the in situ picture, formation at a 1000 ≈ AU requires a large reservoir of solids, >300 M⊕ . Fewer than 1% of the protostellar disks around Taurus-Auriga pre-main sequence stars and only 10%–15% of the disks around Taurus-Auriga embedded protostars contain this much mass (see the discussion in Najita & Kenyon 2014, and references therein).

[Kweni]

авторы статьи считают иначе (насколько я понимаю цитату,  возможность вытекает из параметров сформировавшихся в СС планет):
Requiring planet formation to conclude within 3–4Gyr allows super-Earths in annuli with M0 ≈ 15M⊕ at a 300 ≲ AU.

М0 – это начальная масса кольца. Авторы хотят сказать «если взять кольцо массой 15 масс Земли на расстоянии <300 а.е., за 3-4 миллиарда лет в нём в нашей симуляции образуются суперземли». И  ничего сверх этого. Никакие «параметры сформировавшихся в СС планет» в статье не упоминаются.

А теперь я рассказываю ход мысли авторов. Сначала они описывают типичную современную теорию образования планет в диске и замечают, что, поскольку из внешних слоёв диска выбрасывается 80-95% материала, там образуются вместо суперземель планеты максимум 0,1-0,5 земной массы. Поскольку авторов интересуют суперземли, они ищут, при каких условиях было бы возможно их формирование. Они рассматривают три таких условия разной степени вероятности: необычно высокие силы сцепления между частицами планетезимали, иной, более пологий характер распределения образующихся при столкновении планетезималей частиц по размерам, взаимное торможение облака вылетающих при столкновениях мелких частиц. И так далее. Мне кажется, это не совсем тот ход мысли, который должен использоваться для выяснения интересующего нас вопроса.

[T^Im]

Авторы хотят сказать «если взять кольцо массой 15 масс Земли на расстоянии <300 а.е., за 3-4 миллиарда лет в нём в нашей симуляции образуются суперземли».

Спасибо, теперь понятно, что они имели этим в виду.
Перечитал еще раз. В общем, про возможность образования в СС ни да ни нет авторы так в итоге не говорят (говорят о необходимости дальнейших наблюдений ), только сравнивают с статистикой по другим звездным системам, и говорят о малой вероятности некоторых сценариев (прямое образование на 1000 ае или образование на 5-10 с миграцией до 500-1000).

[T^Im]

Мне кажется, это не совсем тот ход мысли, который должен использоваться для выяснения интересующего нас вопроса.

Лично для меня важна принципиальная возможность/не возможность образования суперземли на звездных задворках вообще и вокруг солнца в частности. Даже если возле Солнца это действительно может оказаться маловероятным, то вокруг других звезд (по крайней мере по мнению авторов) может быть довольно частым явлением:

20% to 60% of the disks around young stars contain enough mass to produce a super-Earth at 100–200AU

Это важно, т.к. (если планета действительно есть), то она вполне может оказаться "не нашей". При этом, ее происхождение в результате перескока при близком проходе звезды начинает казаться наиболее вероятным: это могла бы быть как вот так вот сформировавшаяся суперземля, так и, например планета, выкинутая на очень вытянутую орбиту тамошним гигантом.

[Андрей Курилов]

Вот левая часть Fig.9 из статьи Брауна с дополнительно поставленным мной красным крестиком. Цветные кривые линии – это положения объектов, получившиеся в компьютерной симуляции. 5 красных кружков – это те самые 5 объектов, о которых идёт дискуссия. Браун считает, что поскольку все 5 объектов лежат на сгущениях цветных линий или вблизи них, это как раз и означает, что его симуляция правильно предсказывает размещение ТНО данного типа. Очевидно, что ТНО данного типа вне сгущений будут опровержением этой гипотезы.
Красный крестик – это то место, где, если я ничего не напутал, дожна находиться комета C/2012 E1 (Hill). По оси абсцисс графика отложена разность аргументов перигелия, и в пояснении указано, что начальное значение = 140 deg. Значит, красный крестик должен лежать под 48,8-140= -91,2 по оси абсцисс, правильно?

Видно, что первая же взятая мной наугад комета не попадает на сгущение и, таким образом, опровергает вывод Брауна – за исключением случая, когда между этой кометой и 5 объектами есть какое-то важное различие, не позволяющее использовать комету C/2012 E1 (Hill) для проверки гипотезы. Поэтому вопрос об этом различии имеет очень важное значение. И я должен ещё раз повторить, что пока что мы такого различия не нашли.

Далеко не только одни долгопериодические кометы не попадают на треки Биба. Там есть ещё множество кентавров и прочих объектов.

[Андрей Курилов]

Это важно, т.к. (если планета действительно есть), то она вполне может оказаться "не нашей". При этом, ее происхождение в результате перескока при близком проходе звезды начинает казаться наиболее вероятным: это могла бы быть как вот так вот сформировавшаяся суперземля, так и, например планета, выкинутая на очень вытянутую орбиту тамошним гигантом.

Попробуйте взять какой-нибудь астрограв и смоделировать такое поведение. Мне интересно на каком по счёту разе у вас получится
Оценим вероятность заодно. И будет о чём поговорить. А пока что - это ваши фантазии.

[Vavanzer]

 Начало темы проглядел)) Нашел новости. Мож уже и были в теме ссылки)

В конце есть анимация 2 минуты. Период 15000лет предполагают

http://lenta.ru/articles/2016/01/21/theninthone1/

"Почти не вызывает сомнения, что существование девятой планеты будет подтверждено."
http://lenta.ru/articles/2016/01/21/planetx/

"Для обнаружения Планеты Х астрономы зарезервировали время на японской обсерватории Subaru на Гавайях. "

[Combinator]

Результаты моделирования вероятности захвата "планет-сирот" звёздами в недавно образовавшихся звёздных скоплениях: http://lenta.ru/news/2012/04/18/planets/
Если концентраця "бездомных" планет примерно равно концентрации звёзд, то по расчётам авторов статьи примерно от 3 до 6 процентов звёзд в итоге захватывают себе "чужие" планеты с орбитами, напоминающим предполагаемую Батыгиным и Брауном орбиту 9-й планеты.

[Ляксандер]

Вопрос немного не по теме. Подскажите, где можно почитать про предполагаемый состав кластера в котором сформировалось наша СС.

[vsf]

Результаты моделирования вероятности захвата "планет-сирот" звёздами в недавно образовавшихся звёздных скоплениях: http://lenta.ru/news/2012/04/18/planets/
Если концентраця "бездомных" планет примерно равно концентрации звёзд, то по расчётам авторов статьи примерно от 3 до 6 процентов звёзд в итоге захватывают себе "чужие" планеты с орбитами, напоминающим предполагаемую Батыгиным и Брауном орбиту 9-й планеты.

Спасибо, очень интересно. Значит теоретически это всё вполне вероятно. Если блуждающих нептунов и суперземель в несколько раз больше, чем звезд и блуждающих юпитеров, то "9 планеты по теории БИБ" будут почти у каждой звезды.

[Андрей Курилов]

Результаты моделирования вероятности захвата "планет-сирот" звёздами в недавно образовавшихся звёздных скоплениях: http://lenta.ru/news/2012/04/18/planets/

Очень интересная статья. Но к сожалению, дедлинк. Вот есть в кеше гугля: https://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:EOqQSJddQeAJ:https://www.cfa.harvard.edu/news/2012-12+http://www.cfa.harvard.edu/news/2012/pr201212.html&cd=1&hl=ru&ct=clnk&gl=ie

А ведь это явное подтверждение гипотезы образования Облака Оорта - вследствие того, что Солнце "нахваталось" планетоидов ещё в составе кластера, причём на самые разные орбиты.
Из чего следует, что долгопериодические кометы произошли около других звёзд (родственных Солнцу).

Вот ещё интересная статья на эту тему:
http://arxiv.org/abs/1202.2362

[Андрей Курилов]

Результаты моделирования вероятности захвата "планет-сирот" звёздами в недавно образовавшихся звёздных скоплениях: http://lenta.ru/news/2012/04/18/planets/
Если концентраця "бездомных" планет примерно равно концентрации звёзд, то по расчётам авторов статьи примерно от 3 до 6 процентов звёзд в итоге захватывают себе "чужие" планеты с орбитами, напоминающим предполагаемую Батыгиным и Брауном орбиту 9-й планеты.

Спасибо, очень интересно. Значит теоретически это всё вполне вероятно. Если блуждающих нептунов и суперземель в несколько раз больше, чем звезд и блуждающих юпитеров, то "9 планеты по теории БИБ" будут почти у каждой звезды.

Только вот надо смотреть на числа, а не фантазировать брабатыги всякие. Вот модельный график распределения высот перицентров захватываемых в кластере планет (взято из статьи):


Хорошо видно, что сколько-нибудь весомая вероятность захвата планеты в кластере приведёт к орбите с перигелием 10-100 тыс. АЕ от Солнца. А суммарная вероятность иметь перигелий меньше 1000 АЕ составляет примерно 2%. Исключительная верность этих оценок подтверждается следующими факторами:
1) Я это независимо воспроизводил симуляцией перезахвата планетоидов в кластере. И именно с такими орбитами в результате.
2) Данная оценка полностью соответствует размеру Облака Оорта, полученному исходя из распределения высот афелиев наблюдаемых долгопериодических комет.

Поэтому Брабатыга остаётся чем-то очень странным и очень уж невероятным.

[Combinator]

Хорошо видно, что сколько-нибудь весомая вероятность захвата планеты в кластере приведёт к орбите с перигелием 10-100 тыс. АЕ от Солнца. А суммарная вероятность иметь перигелий меньше 1000 АЕ составляет примерно 2%.

Спасибо за ссылку. Вроде бы, насколько я вижу, для предполагаемого Батыгиным и Брауном перигелия (около 200 АЕ) доля пристроившихся на таких (или ещё более близких) орбитах планет составляет около 10% от общего количества захваченных планет. Вы же пишите  "суммарная вероятность иметь перигелий меньше 1000 АЕ составляет примерно 2%". Вроде бы на один график смотрим, а интерпретируем его, похоже, каждый по своему...

PS.
Единственное объяснение я вижу в том. что Вы ориентируетесь на равномерное исходное распределение, а я на фрактальное. Но даже в этом случае для 1000АЕ выходит не 2, а где-то примерно 4%.

[Андрей Курилов]

Вроде бы на один график смотрим, а интерпретируем его, похоже, каждый по своему...

Не, там, оказывается, два графика. Я смотрел на чёрный - для "гомогенных кластеров", а вы, вероятно, на красный - для "фрактальных кластеров".
Но даже для фрактальных кластеров наиболее вероятный перигелий - около 5 тыс. АЕ, а доля перигелиев менее 250 АЕ составляет ~ 10%. Уже больше, но всё равно маловато.

[Combinator]

~ 10%. Уже больше, но всё равно маловато.

Я лично узнав, например, что вероятность теракта на борту самолёта равна 10% предочту не лететь, для меня такая вероятность вполне ощутима. Да и условие равенства исходного количество планет количеству звёзд взята во многом с потолка. Их вполне может быть и в несколько раз больше.
В общем, чем дальше, тем больше, я начинаю понимать, что вероятность подобных событий отнюдь не исчезающе мала.

[Андрей Курилов]

Да и условие равенства исходного количество планет количеству звёзд взята во многом с потолка. Их вполне может быть и в несколько раз больше.

Распределения вероятности это никак не отменяет. Отсюда следует, что если есть планета №9, то должна быть и планета №15 где-то на расстоянии 50 тыс. АЕ.
Кроме того, наклонение гипотетической планеты №9 также подозрительно малО (допустим 30+/-15 градусов, 1/6 = 16,667 %).
Теперь 10% х 17% = вероятность одновременно низкой орбиты и низкого наклонения составляет менее 2 % даже в случае фрактального кластера. Если вероятность фрактальности кластера оценить ещё как 50%, то получим вероятность менее 1%.