"Планемо"?

[Muxa]

Здравствуйте, уважаемые! С Новым Годом вас!

Тему навеяли посты в "Новостях" про объекты планетной массы, не связанные с какой-либо звездой.
Насколько я помню, еще несколько лет назад считалось что планеты могут образовываться только вместе со звездами.
Как современная наука объясняет существование "планемо"? Это оторвавшиеся от своих звезд планеты?

[Борислав]

Насколько я помню, еще несколько лет назад считалось что планеты могут образовываться только вместе со звездами.

Дык поиски одиночных коричневых карликов и планет в гало начались еще в начале 90х - проект MACHO, подозревая, что они отвественны за темную материю, хотя первые планемо были открыты в Орионе в 1999-2000 годах.

Как современная наука объясняет существование "планемо"? Это оторвавшиеся от своих звезд планеты?

Как и отрывом (чаше всего в шаровиках) так и гравитационным коллапсом в областях звездообразования.
В кластере Сигма Ориона открыты объекты вплоть до 3 масс Юпитера, и исследования показывают что доля планемо больше в кластере чем доля коричневых карликов.
Однако последние обзоры говорят, что L и T-карлики встречаются в окрестностях Солнца намного реже чем те же красные карлики, поэтому возможно и планемо поблизости не так уж и много.
ИК обзоры UKITSS и WISE должны прояснить в ближайшие годя ситуацию.

[Muxa]

Дык поиски одиночных коричневых карликов и планет в гало начались еще в начале 90х - проект MACHO, подозревая, что они отвественны за темную материю, хотя первые планемо были открыты в Орионе в 1999-2000 годах.

Отстал от жизни
Т.е. проект MACHO не дал результатов, если нашли совсем не там где искали?

Как современная наука объясняет существование "планемо"?

Как и отрывом (чаше всего в шаровиках) так и гравитационным коллапсом в областях звездообразования.
В кластере Сигма Ориона открыты объекты вплоть до 3 масс Юпитера, и исследования показывают что доля планемо больше в кластере чем доля коричневых карликов.
Однако последние обзоры говорят, что L и T-карлики встречаются в окрестностях Солнца намного реже чем те же красные карлики, поэтому возможно и планемо поблизости не так уж и много.

Солнце ведь сейчас далеко от областей звездообразования? Получается что звезды более динамично движутся, нежели планемо, если последних больше остается там где они образуются?

ИК обзоры UKITSS и WISE должны прояснить в ближайшие годя ситуацию.

А где искать будут? В окресностях, в том же Орионе или в гало? Или вообще в М31?

[Борислав]

Т.е. проект MACHO не дал результатов, если нашли совсем не там где искали?

Насколько я помню считается, что скрытная масса гало составляет около 90 процентов от наблюдаемой. Проект MACHO показал сравнительно небольшое число событий, говорящее о том, что коричневые карлики и одинокие планеты не могут вносить заметный вклад в темную материю. Так как искали события на фоне звездных полей в Магеллановых облаках, то достоверно индифицировать линзирующий объект невозможно, лишь приблизительно.

Солнце ведь сейчас далеко от областей звездообразования? Получается что звезды более динамично движутся, нежели планемо, если последних больше остается там где они образуются?

Возможно, например в старых скопления (порядка нескольких сотен млн. лет) коричневых карликов либо совсем не обнаруженно либо очень мало, тогда как в молодых их очень много. Этот эффект называют "испарением коричневых карликов". По-видимому это происходит из-за звездного взаимодействия.
Но пока определенно говорить слишком рано, статистики маловато.

ИК обзоры UKITSS и WISE должны прояснить в ближайшие годя ситуацию.

А где искать будут? В окресностях, в том же Орионе или в гало? Или вообще в М31?

Это широугольные обзоры. Первый базируется на 4 метровом гавайском телескопе и покроет около 4 тыс квадратных градусов неба. Он уже начался и будет продолжаться примерно до 2008 года. Второй - космический все-небесный обзор со спутника, продолжение IRAS и ASTRO-F. Запуск и осуществление в 2008 году.
Сейчас самые холодные известные коричневые карлики имеют температуру около 700 К, а у того же Юпитера - чуть больше 100 К. Эти обзоры произведут поиск холодных (т.е остывших) коричневых карликов и планет в окрестностях Солнца.
Наиболее глубокий будет WISE (широкоугольный инфракрасный всенебесный исследователь). Его пределы для окрестностей Солнца будут очень глубокие.

http://wise.ssl.berkeley.edu/science_browndwarfs.html
450 К в радиусе 75 световых лет.
300 К в радиусе 20 световых лет
150 К в радиусе 10 световых лет
Т.е. иными слова аппарат позволит ответить на вопрос, есть ли крупные объекты (величиной с Юпитер) ближе Проксимы, ну и сможет примерно оценить распространение остывших одиночных газовых гигантов в окрестностях Солнца.

[Борислав]

О глубине UKIDSS можно примерно показать на этом графике взятом из статьи http://arxiv.org/abs/astro-ph/0603320
Естественно для объектов ближе 50 пс предел будет ниже

[Борислав]

Так же там есть еще пределы для 2MASS, это еще один уже осуществеленный все-небесный наземный инфракрасный обзор, наиболее глубокий на текущее время.

[Muxa]

... ИК обзоры UKITSS и WISE ...
Сейчас самые холодные известные коричневые карлики имеют температуру около 700 К, а у того же Юпитера - чуть больше 100 К. Эти обзоры произведут поиск холодных (т.е остывших) коричневых карликов и планет в окрестностях Солнца.

Хмм... Юпитер ведь еще и Солнцем подогревается... А моделировали ли, как быстро должен остывать обьект 1-10 Mj в отсутствии рядом звезды? Миллионы лет или миллиарды?

[Muxa]

О глубине UKIDSS можно примерно показать на этом графике...

Борислав, а можете дать пояснения к графикам? 
Так, для людей которые знают что такое парсек и М_солнца, но плохо себе представляют как это вяжется с гигагодами...

[Борислав]

Хмм... Юпитер ведь еще и Солнцем подогревается...

Насколько я помню, Юпитер излучает в 2 раза больше тепла, чем получает от Солнца, так что влияние Солнца вносит немного в его температуру.

А моделировали ли, как быстро должен остывать обьект 1-10 Mj в отсутствии рядом звезды? Миллионы лет или миллиарды?

Очень быстро за первые миллионы, потом медленней.
Графики для планемо поищу, можете поглядеть сначала графики которые я привел.
В них видите 3 класса дозвездных объектов - L, T, Y. Фактически они обозначают температуру поверхности, граница между М и L - около 2000 К, L и T - около 1500-1300, T и Y - 700 К, видно что с возрастом эти границы (и соотвественно температуры поверхности) сначала быстро, а потом медленно меняются.

[Борислав]

О глубине UKIDSS можно примерно показать на этом графике...

Борислав, а можете дать пояснения к графикам? 
Так, для людей которые знают что такое парсек и М_солнца, но плохо себе представляют как это вяжется с гигагодами...

В отлицие от красных карликов светимость которых за миллиарды (гигагода) остается постоянной, коричневые карлики (и планеты) с возрастом меняют светимость в сторону уменьшения, фактические по кривой, сначала очень быстро, потом медленно затухают и остывают. Поэтому их порог обнаружения (т.е. светимость) можно охарактеризовать как возрастом, так массой, и расстоянием.
Если что не понятно, спрашивайте еще.

[Muxa]

Если что не понятно, спрашивайте еще.

С этими вроде понятно, давайте вернемся к MACHO.
Понятие скрытой массы появилось из-за несоответствия теоретических моделей спиральных галактик их наблюдаемым характеристикам, так ведь?
Но сколько должно быть коричневых карликов и планемо (и в каком обьеме пространства) чтобы обеспечить массу, превышающую в несколько раз массу звезд?
Получается что или они должны быть очень плотно напичканы, или настоящие размеры галактик в сотни раз превышают наблюдаемые?

[Борислав]

1. Да, из-за несоответствия измереных взаимных скоростей (лучевых по спектру и астрометрических) с оцениваемой массой галактикой исходя из наличия известных объектов.

2. Если масса звезд составляет 10 процентов от массы Галактики, и каждая звезда в среднем в 10-100 раз тяжелее коричневых карликов и планемо (предположим, что до массы Юпитера), то получается что их число должно быть на 100-1000 раз больше.

3. Как известно сейчас (на основе экспериментов по микролинзированию), это не соответстует действительности (особенно факт что звездная масса меньше массы этих дозвездных объектов). Достаточно взглянуть на рисунок с весами на http://wise.ssl.berkeley.edu/science_browndwarfs.html.
В подписи так и написано, что даже число дозведных объектов наврядли больше чем число звезд.
А насчет природы темного вещества сказать ничего не могу, так как определености в этом пока нет, то ли это другие элементарные частицы, толи нейтринно имеет массу или еще что-то Во всяком случае не барионое вещество (т.е. обычная материя).

[Muxa]

В подписи так и написано, что даже число дозведных объектов наврядли больше чем число звезд.

Да, но там речь идет про околосолнечное пространство. Не факт что соотношение будет таким же и на периферии Галактики...

[Борислав]

Да, но там речь идет про околосолнечное пространство. Не факт что соотношение будет таким же и на периферии Галактики...

Да возможно, что в гало галактики их несколько больше, из-за рассеивания звездами.

[Muxa]

Да, но там речь идет про околосолнечное пространство. Не факт что соотношение будет таким же и на периферии Галактики...

Да возможно, что в гало галактики их несколько больше, из-за рассеивания звездами.

Хмм... А что такое "рассеивание звездами"?
Я вообще-то имел в виду предположение что если там плотность газа была изначально ниже (по определению она должна быть ниже на периферии), то и получающиеся из него обьекты должны быть меньше, т.е. в-основном не звезды, а коричневые карлики и планемо. Глупо?

ЗЫ. Продолжу крамолу. Кроме того, они должны были образоваться при образовании Галактики, состоять в-основном из водорода/гелия (ессно), при низком содержании других элементов, так как их холодное спокойствие почти не нарушалось никакими сверхновыми

[Борислав]

Да, но там речь идет про околосолнечное пространство. Не факт что соотношение будет таким же и на периферии Галактики...

Да возможно, что в гало галактики их несколько больше, из-за рассеивания звездами.

Хмм... А что такое "рассеивание звездами"?
Я вообще-то имел в виду предположение что если там плотность газа была изначально ниже (по определению она должна быть ниже на периферии), то и получающиеся из него обьекты должны быть меньше, т.е. в-основном не звезды, а коричневые карлики и планемо. Глупо?

Ну т.е. это когда из-за своей небольшой массы рожденные коричневые карлики и планемо гораздо быстрее покидают звездное скопление в разных направлениях чем звезды ("рассеиваются"), и значит в основном не остаются в галактической плоскости (где идет звездообразование - так называемые спиральные рукава - волны плотности) а улетают в гало.

Насчет звездообразования в гало мне кажеться сейчас оно маловероятно из-за отстуствие волн плотности (т.е. эти самых руковов), большинство объектов выброшены из галактической плоскости, единственное там есть шаровики и спутники Галактики, но они образовались очень давно, примерно в одно время с галактикой. Хотя возможно Вы правы, часть планемо родилась там сразу.

[Борислав]

ЗЫ. Продолжу крамолу. Кроме того, они должны были образоваться при образовании Галактики, состоять в-основном из водорода/гелия (ессно), при низком содержании других элементов, так как их холодное спокойствие почти не нарушалось никакими сверхновыми

В том, то дело что из-за ограниченых возможностей открыты лишь близкие коричневые карлики и планемо, они имеют высокую металичность и в основном являются молодыми (т.е. яркими, что облегчает обнаружение). Известно лишь пару коричневых карликов (из около тысячи открытых) с низкой металличностью и по-видимому принадлежащие гало.

[Muxa]

Известно лишь пару коричневых карликов (из около тысячи открытых) с низкой металличностью и по-видимому принадлежащие гало.

Смутило Ваше "по-видимому". Понял, трудно определить расстояние. Вот, статью нашел по теме, пусть ссылка лежит до кучи:
"THE FIRST SUBSTELLAR SUBDWARF? DISCOVERY OF A METAL-POOR L DWARF WITH HALO KINEMATICS"
http://research.amnh.org/~adam/papers/apj592_1186.pdf

[Борислав]

Это привычка. Да это та статья. Мне попадалась еще одна о другом случае.
Как я понимаю принадлежность к гало определяется низкой металичность по спектру и кинематикой движения. Чтобы определить расстояние нужно время, а ведь большинство коричневых карликов известны лишь пару-тройку лет. Поэтому до большинства оно определено фотометрически, т.е. исходя из яркости и спектра по теоретическим моделям.

[Дмитрий Вибе]

Ну т.е. это когда из-за своей небольшой массы рожденные коричневые карлики и планемо гораздо быстрее покидают звездное скопление в разных направлениях чем звезды ("рассеиваются"), и значит в основном не остаются в галактической плоскости (где идет звездообразование - так называемые спиральные рукава - волны плотности) а улетают в гало.

Далеко не улетят  Скорость убегания в диске -- сотни километров в секунду. Откуда они ее возьмут, да еще в массовом порядке?

шаровики и спутники Галактики, но они образовались очень давно, примерно в одно время с галактикой. Хотя возможно Вы правы, часть планемо родилась там сразу.

Этот возможно, только если НФМ в гало имела очень специальный вид -- с предпочтением к звездам с солнечной массы и к планетарам (термин плацебо планемо мне не нравится, пардон) при сильном дефиците звезд с минимальными массами (0.1-0.5 М0).