Необычность Солнечной системы

[LV46]

Речь идет о "двойниках Земли" у солнцеподобных звезд.

Они, видимо, весьма редки.

Такие же предположения выдвигались еще до эры обнаружения планет, только применительно вообще к любым экзопланетам, мол, планетные системы очень редки или их вообще нет бла бла бла. В реальности оказалось далеко не так.

Еще раз: на данный момент есть возможность обнаруживать в большом количестве ГЮ и планеты у КК и прочие "суперпуперЗемли" - их и обнаруживают. Когда-никогда случайно обнаруживают длиннопериодические Юпитеры по удачному стечению обстоятельств. А вот появится возможность обнаруживать "двойников Земли" - начнутся обнаружения и этого типа планет.

[tala]

А вот появится возможность обнаруживать "двойников Земли" - начнутся обнаружения и этого типа планет.

Пока их не обнаружили,  мы не можем этого знать.
Сами по себе землеподобные планеты у ЖК вполне могут быть. От чего нет? Но вот  вероятность, что они окажутся в обитаемой зоне - мала.
Там высокая вариабельность орбит. Да и у ЖК часты газовые гиганты, которые могут помешать формированию землеподобных планет (у КК, кстати, газовых гигантов нет). Так что шанс на обнаружение землеподобной планеты в обитаемой зоне ЖК действительно мала (но, разумеется, не нулевая)

[Скеп-тик]

Между прочим, хондриты сами по себе - загадка. По структуре - нефракционирующийся из-за невесомости расплав, состоящий из несмешивающихся жидкостей. А как совместить это, расплав и невесомость? Ибо любое тело с километр размером уже создаст достаточную архимедову силу, чтобы железоникель отделились от карбонатов и силикатов металлов первой-второй строки таблицы Менделеева. А у нас этих мелочихондритов на четыре планеты земной группы хватило, и немного в запасе осталось.

[tala]

А вот появится возможность обнаруживать "двойников Земли" - начнутся обнаружения и этого типа планет.

Кстати, землеподобные планеты в обитаемой зоне ЖК таки обнаружены. Например Kepler-452 b. Так что вы не правы, что нет возможности их обнаруживать. Есть, но обнаруживают их все равно мало.  В отличае от планет у КК.

[bob]

Между прочим, хондриты сами по себе - загадка. По структуре - нефракционирующийся из-за невесомости расплав, состоящий из несмешивающихся жидкостей. А как совместить это, расплав и невесомость? Ибо любое тело с километр размером уже создаст достаточную архимедову силу, чтобы железоникель отделились от карбонатов и силикатов металлов первой-второй строки таблицы Менделеева. А у нас этих мелочихондритов на четыре планеты земной группы хватило, и немного в запасе осталось.

А Земля, сама по себе не загадочна? Условно она относится по классификации к планетам земной группы. Но это группа только по массам и группе орбит. На этом сходство заканчивается. Например, только она одна обладает тектоникой литосферных плит (а это одна из важнейших предпосылок к возникновению и развитию жизни, без подпитки микроэлементами в зонах рифтового вулканизма планета была бы почти с гарантией стерильна). И, к примеру, атмосферы везде вторичные, полученные дегазацией пород. А теперь вопрос: почему везде дегазация давала углекислый газ (наиболее гротескный пример - Венера), а на Земле - азот и воду? Откуда такая катастрофическая разница, если планеты одной группы, образовавшиеся одинаково? Поэтому однажды я пошутил, что после классификации земной группы планет неплохо было бы найти в солнечной системе ещё хоть один объект собственно "группы Земли", хоть астероид, хоть койпероид, ну хоть примерно близкий по планетологии и составу. Кстати, и у короткопериодических комет имеется избыток углекислоты. С водой и азотом всё становится более или менее терпимо только начиная с Титана. Не ближе.

[Olweg]

По статистике экзопланет есть хорошая подборка, уже как-то приводил ссылку:
https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/docs/occurrence_rate_papers.html

В том числе есть оценки частоты земель в зонах жизни звёзд типа Солнца. Например, такая статья на основе данных Kepler:
https://arxiv.org/abs/1311.6806

Extrapolating, one finds 5.7^+1.7_−2.2 of Sun-like stars harbor an Earth-size planet with orbital periods of 200-400 d.

Экстраполируя, получили от 3.5 до 7.4% звёзд типа Солнца с землеразмерными планетами в диапазоне периодов 200-400 суток.

Конечно, есть и другие оценки.

[tala]

А Земля, сама по себе не загадочна?

Почему?
В плане тектоники планета земной массы такой и должна быть. Марс с Меркурием слишком маломассивны, что б долго сохранять тектонику.  Ну а Венера аномальна. Что с ней не так мы понять не можем.

И, к примеру, атмосферы везде вторичные, полученные дегазацией пород.

Везде, это где? Кроме Земли (ну не считая гигантов, разумеется) заметной атмосферой обладает только Венера и Титан. Ну Марс с натяжкой (там смех, а не атмосфера). Венера аномальна, на Марсе, видимо, на ранних этапах его существования было то же что и на Земле (вода точно была). А на Титане тоже в основном азот в атмосфере (как и на Земле).

Так что загадочная планета не Земля, а как раз Венера.

[sharp]

Этого никак не может быть. Учитывая, как я уже говорил, что основной приют жизни - планеты КК

С каких пор это "как я уже говорил" стало каким-то доказательством? Планеты у КК могут вообще быть непригодны для сложной жизни, пока нам этого неизвестно.
Сам факт того, что мы живем у ЖК - повод задуматься, что эти звезды в целом более благоприятны для зарождения жизни.

[bob]

Ну а Венера аномальна. Что с ней не так мы понять не можем.
Так что загадочная планета не Земля, а как раз Венера.

С Венерой всё нормально. На Марсе такая же атмосфера, такие же щитовые вулканы, тоже никакой тектоники. Просто он маломассивен, и атмосферу не смог ни как следует вторично дегазировать, ни как следует сохранить. Короткопериодические кометы тоже - сплошная углекислота. Отсюда вывод - Земля не обычная планета земной группы. вот с ней что-то действительно не так. Она дегазировала вторичную атмосферу совсем не того состава, что Меркурий, Венера и Марс. И планетология у неё принципиально иная. По другому планетная машинка работает у неё. Не так, как везде.

[sharp]

Кстати, землеподобные планеты в обитаемой зоне ЖК таки обнаружены. Например Kepler-452 b. Так что вы не правы, что нет возможности их обнаруживать. Есть, но обнаруживают их все равно мало.  В отличае от планет у КК.

У ЖК их намного сложнее обнаруживать чем у КК, потому что планеты отстоят дальше от своей звезды, и это существенно снижает вероятность того, что транзит можно будет наблюдать с Земли.

[tala]

Планеты у КК могут вообще быть непригодны для сложной жизни, пока нам этого неизвестно.

В теме про жизнепрегодность планеты КК пришли к выводу, что вполне пригодны.

Сам факт того, что мы живем у ЖК - повод задуматься, что эти звезды в целом более благоприятны для зарождения жизни.

Дело в том, что у планеты ЖК значительно меньше шанс попасть в обитаемую зону, чем упланеты  КК. Самих КК значительно больше.  Следовательно, весьма вероятно, что и обитаемых планет у КК значительно больше, чем в системах ЖК. Чисто статистически.
Ну а где мы живем, роли не играет. Кому-то приходтся жить в крохотном селе, а кому-то в многомиллионном мегополисе (надеюсь аналогия понятна?)

[tala]

С Венерой всё нормально.

Что с ней нормально?
Непонятно почему:
- она так медленно вращается (хотя не должна)
- не обладает тектоникой (хотя должна)
- откуда у нее такая атмосфера
- почему 500 мллионов лет, вся ее кора расплавилась

Внятных ответов на это нет.

На Марсе такая же атмосфера, такие же щитовые вулканы, тоже никакой тектоники. Просто он маломассивен, и атмосферу не смог ни как следует вторично дегазировать, ни как следует сохранить.

Ну я же и говрю: Марс маломассивен. А планета массы Земли уже совсем другое дело, ничего загадочного нет.

И планетология у неё принципиально иная.

В чем иная?

По другому планетная машинка работает у неё.

Как по другому?

[Olweg]

Кстати, землеподобные планеты в обитаемой зоне ЖК таки обнаружены. Например Kepler-452 b. Так что вы не правы, что нет возможности их обнаруживать. Есть, но обнаруживают их все равно мало.  В отличае от планет у КК.

Их гораздо сложнее обнаружить. Тут работает два фактора. Во-первых, просто вероятность транзита ниже - у Земли для стороннего наблюдателя всего 0.5%. Для сравнения, у типичного М-карлика Gliese 667 C планета c в зоне жизни имеет вероятность около 1.5%, т.е. в три раза выше. Во-вторых, планета делает меньше транзитов - за время основной программы Kepler порядка трёх-четырёх, в то время как тот же Gliese 667 Cc успел бы накрутить несколько десятков оборотов. В результате страдает соотношение сигнала к шуму - у короткопериодичных планет накапливается больше замеров. Правда, транзит при большем периоде будет длиться дольше за счёт низкой орбитальной скорости, и ещё дольше - за счёт большего радиуса жёлтого карлика, но это не компенсирует на порядок меньшее количество транзитов.

Планеты у красных карликов в свою очередь обнаружить сложнее, чем планеты с таким же периодом - у желтых, из-за малого радиуса звезды.

Upd Забыл ещё про такой фактор, как глубина транзита. А она у красных карликов будет гораздо больше, обратно пропорционально квадрату радиуса звезды. Поэтому геометрическая вероятность транзита у М-карлика при прочих равных ниже, но если уж транзиты есть, то обнаружить их легче.

[sharp]

В теме про жизнепрегодность планеты КК пришли к выводу, что вполне пригодны.

Все выводы там делаются путем придумывания гипотетической планеты, которая могла бы быть пригодна. То есть очевидно, что допущений требуется гораздо больше, чем для планеты у ЖК.

Дело в том, что у планеты ЖК значительно меньше шанс попасть в обитаемую зону, чем упланеты  КК. Самих КК значительно больше.

"Обитаемая зона" например у Солнца - это как минимум от орбиты Венеры до орбиты Марса, и попадание хотя бы одной планеты в этот диапазон - вероятность почти 100%.
У планет КК куча проблем - магнитное поле звезды, радиация, приливной захват, отсутствие смены времен года. Все это приводит к тому, что комбинация условий для зарождения и эволюции жизни на планете у КК требуется гораздо более редкая, чем у ЖК. И в результате пригодных планет у ЖК как минимум сопоставимое кол-во с КК, как максимум - их и вовсе больше.

[bob]

Что с ней нормально?
Непонятно почему:
- она так медленно вращается (хотя не должна)
- не обладает тектоникой (хотя должна)
- откуда у нее такая атмосфера
- почему 500 мллионов лет, вся ее кора расплавилась

Внятных ответов на это нет.

Всё с ней нормально. Она медленно вращается из-за близости к Солнцу, она заторможена приливным трением, как и Меркурий. Ни одна планета земной группы не обладает тектоникой, кроме Земли. Причины земной тектоники как раз и не ясны. Атмосфера у Венеры того же состава, что у любой планеты земной группы, кроме Земли. Насчёт расплавления не подскажу, не интересовался.

В чем иная?

Вот в том и иная: у Земли присутствует тектоника, материковая кора и принципиально другой состав атмосферы при дегазации пород, чем у любой другой из планет земной группы. Воды и азота на порядки больше, чем на Марсе, Венере или Меркурии. А углекислоты соответственно меньше. По дегазации у Земли больше сходства с Титаном, как это ни странно - азот, вода, метан. На других планетах земной группы ничего подобного в таких количествах не водится. И не водилось.

[tala]

У планет КК куча проблем - магнитное поле звезды, радиация, приливной захват, отсутствие смены времен года.

Это ни разу не проблемы.
Радиация блокируется атмосферой, приливной захват при плотной атмосфере не приведет к "вымораживанию" атмосферы (то есть при наличие плотной атмосферы эти две проблемы сразу отсекаются, причем взаимосвязано). А для удержания плотной атмосферы нужна большая масса планеты, и что характерно, там как раз сверхземли со значительной массой.
А смена времен года тут каким боком (в чем проблема-то, если  нет это смены)?
Так что как раз никакой "сложной комбинации условий" у планет КК нет. Все условия получаются взаимосвязаны.
А вот для планет ЖК, как раз нужно довольно редкое совпадение не связанных условий. Например, сильно много зависит от того, какие эволюции на ранних стадиях совершали гиганты. Там не слабый шанс у гипотетической землеподобной планеты быть поглощённой гигантом или вышвырнутой им с подходящей орбиты.

[tala]

Она медленно вращается из-за близости к Солнцу, она заторможена приливным трением, как и Меркурий.

Да прямо таки. Где она и где Меркурий. Если так говорить, то и Земля должна быть заторможена приливным влиянием Солнца, она не сильно дальше Венеры. Ну понятно, Венера могла иметь большие сутки, но не на столько же. И да, она еще и вращается вдругую сторону, чем прочие планеты.

Причины земной тектоники как раз и не ясны.

Как это не ясны? Прекрасно известны. Из-за раскаленного ядра. Вещество, близкое к ядру, нагревается, в результате чего поднимается, а после охлаждается и постепенно опускается к центру. Из-за циркуляции вещества в земной мантии как раз и происходит движение тектонических плит.

Атмосфера у Венеры того же состава, что у любой планеты земной группы, кроме Земли.

Стесняюсь спросить, а какие еще планеты земной группы кроме Земли и Венеры имеют атмосферу?
Марс тут не в счет, он большую часть своей атмосферы, в том числе кислород потерял очень давно. Сейчас там жалкие остатки.

Ни одна планета земной группы не обладает тектоникой, кроме Земли.

Марс и Меркурий и не могут обладать - маломассивны. А вот почему Венера не обладает - непонятно.

[tala]

у Земли присутствует тектоника, материковая кора и принципиально другой состав атмосферы при дегазации пород, чем у любой другой из планет земной группы. Воды и азота на порядки больше, чем на Марсе, Венере или Меркурии. А углекислоты соответственно меньше.

Тектоника  связана с массой Земли. Марс и Меркурий маломассивны. А что не так  Венерой непонятно.
Воды и на Марсе во времена оны было много, вполне сравнимо с Землей. Да и на Венере была вода, но исчезла в результате все той же катастрофы, что ее  сделала "космическим уродцем".
Углекислоту на Земле "съели" первичные живые организмы, оттого ее и нету в количествах.
Так что аномальна все же Венера, а не Земля.

Земли больше сходства с Титаном, как это ни странно - азот, вода, метан. На других планетах земной группы ничего подобного в таких количествах не водится. И не водилось.

Водилось. Вода была и на Марсе и на Венере. Метан на Марсе и сейчас есть (правда не в таких количествах, как на Титане)

[bob]

Как это не ясны? Прекрасно известны. Из-за раскаленного ядра. Вещество, близкое к ядру, нагревается, в результате чего поднимается, а после охлаждается и постепенно опускается к центру. Из-за циркуляции вещества в земной мантии как раз и происходит движение тектонических плит.

А у Венеры нет горячего ядра? Что-то там ничего не движется.
Вообще все перечисленные мной различия как-то связаны с генезисом планет. Все планеты формировались в достаточно узком диапазоне орбит в районе от современной орбиты Марса до современной орбиты Сатурна. А потом мигрировали по местам, пока в протопланетном диске не кончился свободный материал для их аккумуляции. В результате, Юпитер, например, не успел добраться до самой близкой к Солнцу орбиты и стать типичным горячим юпитером. Хотя, успел выбросить Сатурн, Уран, Нептун и койпероиды на более высокие орбиты, расчищая зону питания. Планетная система как бы зависла на половине дороги, которую до конца прошли большинство других экзопланетных систем, которые мы видим. Не буду утверждать, но сдаётся мне, что протоземля формировалась несколько не в той области, где протомарс, протовенера и протомеркурий. И только потом пришла по месту, оказавшись в "земной группе", вместе с которой она исходно не формировалась. Отсюда и коренное различие в химсоставе при дегазации пород. Водораздел, скорее всего, проходил по снеговой линии молодого Солнца. То, что было ближе - даёт углекислоту и прочую отраву при дегазации. Даже короткопериодические кометы такие же. То, что было дальше - даёт азот и воду, как Земля, ну или... луны планет-гигантов и долгопериодические кометы.
То есть, с одной стороны Земля имеет по тяжёлым элементам состав "планеты земной группы", а с другой стороны - атмосфера у неё совсем не марсо-венерианская, больше характерная для объектов периферии системы. Парадоксальное сочетание внешне не сочетаемых свойств объекта, очень близкого к Солнцу, и очень далёкого от него одновременно. Железокаменная планета, где породы как-то оказались пропитаны составом, который теперь встречается только в очень далёких областях.

[sharp]

Радиация блокируется атмосферой

Постоянный поток радиоактивного материала со звезды за миллионы лет сделает радиоактивной саму атмосферу.

приливной захват при плотной атмосфере не приведет к "вымораживанию" атмосферы (то есть при наличие плотной атмосферы эти две проблемы сразу отсекаются, причем взаимосвязано

Вот плотная атмосфера - это уже достаточно экзотическое условие, учитывая что плотность требуется в 5-10 раз больше земной. При этом еще надо учесть диссипацию, которая неминуемо будет повышенной на стороне, обращенной к Солнцу. За миллионы лет планета может потерять такую атмосферу, даже если она сформируется изначально.
Есть еще вариант резонанса 3/2, и он кажется более вероятным для поддержания жизни. Но возможен он только в верхней границе зоны обитаемости, в лучшем случае.

А для удержания плотной атмосферы нужна большая масса планеты, и что характерно, там как раз сверхземли со значительной массой.

Удержать плотную атмосферу и Земля может, так что этот фактор попросту ни на что не влияет.

А смена времен года тут каким боком (в чем проблема-то, если  нет это смены)?

Смена времен года выводит из равновесия климат, что приводит к более равномерным осадкам и бОльшим территориям, пригодным для развития жизни. На приливно захваченной планете установится равновесие, которое есть враг эволюции: даже если что-то зародится, оно может не пойти дальше примитивных форм жизни.

Например, сильно много зависит от того, какие эволюции на ранних стадиях совершали гиганты. Там не слабый шанс у гипотетической землеподобной планеты быть поглощённой гигантом или вышвырнутой им с подходящей орбиты.

А есть ли какие-то оценки этого шанса? Какой процент гигантов мигрирует на низкую орбиту и становится горячими юпитерами?