Открытия и исследования экзопланет

[SpaceEngineer]

У нас Венера и Марс находятся на краю "зоны жизни". Так что думаю в большинстве случаев нас ждёт облом - землеподобные планеты в зоне жизни будут похожи на Венеру или Марс. Или на Землю-снежок. Всё определяется наличием воды, количеством облаков и парниковым эффектом. Причём возможны как колебательные процессы (заморозка-разморозка океанов), так и необратимые ("венерирование").

[SpaceEngineer]

20 декабря команда "Кеплера" сообщила об открытии первых планет, сопоставимых по размеру с Землёй.



http://www.nature.com/news/kepler-discovers-first-earth-sized-exoplanets-1.9688

Планеты находятся в системе звезды Kepler-20, расположенной на расстоянии 290 пк (946 св. лет) от Земли в созвездии Лира. Звезда принадлежит к типу G так же, как и наше Солнце, хотя она чуть меньше и холоднее. В систему входят по меньшей мере 5 планет. Меньшая планета, Kepler-20 e, сравнима по размерам с Венерой - её радиус составляет 0.87 земных радиусов. Она обращается вокруг звезды всего за 6 земных дней и имеет эффективную температуру 1040 K. Вторая планета, Kepler-20 f, имеет радиус 1.03 земных радиусов, и обращается вокруг звезды за 20 дней, имея эффективную температуру 705 K. Ожидается, что обе планеты приливно-синхронизованы со своим солнцем. Самая маленькая из известных до этого открытия планет имеет радиус 1.4 радиусов Земли.

Три другие планеты больше Земли, но меньше Нептуна. Планеты Kepler-20b (самая близкая к звезде), Kepler-20c (третья планета) и Kepler-20d (пятая планета) обращаются вокруг своего светила за 3.7, 10.9 и 77.6 дней. Орбиты всех пяти планет примерно укладываются в орбиту Меркурия в нашей звездной системе. Однако расположение планет необычно. В нашей Солнечной системе небольшие состоящие из тяжелых элементов планеты расположены близко к Солнцу, а крупные газовые гиганты – значительно дальше. Планеты Kepler-20 чередуются по размеру – большая, маленькая, большая, маленькая.

UPD: статья на русском: http://www.gazeta.ru/science/2011/12/21_a_3936106.shtml

[SpaceEngineer]

Если каждую планетезималь счтать планетой, то и весь миллиард будет)

[SpaceEngineer]

каким образом, за счет чего, газовый гигант(ы) будет мигрировать ближе к звезде - непонятно. Если только у него вращение и впрямь противоположное.

Механизм давно объяснён и подтверждён расчётами. Планета, двигаясь среди газа и пыли протопланетного диска, притягивает вещество на себя, но при этом сзади неё образуется уплотнение, которое притягивает планету к себе и тормозит её орбитальное движение. В результате планета медленно опускается ближе к солнцу. Если на пути планеты (т.е. на меньших орбитах) есть другие планеты большей массы, миграция останавливается на одном из резонансов. Если же на пути планеты-гиганта встречаются мелкие землеподобные планеты, он их просто вышвыривает прочь из системы. Численные симуляции очень наглядно показывают, что происходит в системе, когда в ней возникает газовый гигант. См. например здесь.

[SpaceEngineer]

Это всего лишь теория! На практики мы не знаем что происходит в системе! Мы только в начале изучения этого стоим!

Так на практике мы это никогда не узнаем! Только если сможем проследить за одной и той же системой миллионы лет.

я говорю про момент, когда уже идет выдувание водорода из внутренних областей. Почему Юпитер на месте Юпитера, а не Меркурия. И как появляются Юпитеры на месте Меркурия - непонятно.

Там где водород выдулся - такая миграция не идёт. Но остаётся ещё планет-планетное рассеяние. Гигант может быть выкинут на сильно эллиптичную орбиту другим гигантом. Потом в течение миллиардов лет его орбита скругляется приливными силами, вызванными солнцем, и получается горячий юпитер.

[SpaceEngineer]

Где косяк - не знаю. Или звезда реально расположена ближе (ошибка в параллаксе), или она не на главной последовательности, а субгигант (тогда ее спектр G5 IV).

Или просто такая звезда немного аномальная. Главная последовательность ведь - не бесконечно тонкая линия. Существуют ведь звёзды ГП с точно такой же как у Солнца температурой и показателем цвета, но немного другой светимости.

За движущимся телом давление меньше, чем перед ним.Заполнение не может превысить давления окружающей среды. И, следовательно, не может тормозить (?) за счёт бОльшей плотности.

При чём здесь давление. Планета не прорывается сквозь вещество диска словно мяч сквозь воздух. Планета и окружающее вещество движутся с одинаковой скоростью - ведь они на круговых орбитах с одним и тем же радиусом. А вещество вблизи планеты стекает на неё, причём процесс идёт так, что за планетой образуется уплотнение. Оно тормозит планету гравитационно, а не газовым давлением. Давлением вообще можно пренебречь - пусть даже оно будет 1 атмосфера (что явно невозмонжо), фиг оно сдвинет планету.

Это надо поподрабнее расписать.Во-первых может там ничего и нет,а во-вторых может там не про Фому, а про Ерёму.

Вы вообще читали статью, смотрели видеоролики?

[SpaceEngineer]

Гравитационное уплотнение сзади "движущейся среди  газа и пыли протопланетарного диска" планеты, мягко говоря, вызывает сомнение.Её гравитационный потенциал позади неё с каждой секундой убываети становится меньше, чем где либо вблизи в задней полусфере.Поэтому на уплотнение за планетой по гравитационным причинам рассчитывать ТАКЖЕ не приходится. В то же время спереди он каждую секунду нарастает...Вы ничего не путаете?

Я ничего не путаю и не придумываю. Миграция II типа - давно предложенный и просчитанный механизм. Все претензии - к авторам и их работам. Интуитивные ощущения о том, как ведёт себя материя, в космических условиях не применимы. Имеют значение только наблюдения или точные расчёты.

[SpaceEngineer]

А мне больше нравится астрометрический метод, с нетерпением жду запуска GAIA. По оценкам, она сможет обнаружить от 10 до 20 тысяч планет в пределах 200 пк от Солнца. Причём для нескольких тысяч будут получены орбиты м реальные массы, а не m sin i.

[SpaceEngineer]

Но я не пойму, зачем американцы заморачиваются постройкой наземных телескопов? Разве орбитальные типа Хаббла не имеют перед наземными громадных преимуществ из-за отсутствия влияния атмосферы?

У орбитальных и громажных наземных есть один очень существенный недостаток. Из-за своих характеристик поток наблюдателей настолько велик, что пробить наблюдательное время под свою задачу практически нереально. Поэтому специализированный телескоп сделает за то же время на порядок больше, чем телескоп общего назначения, пусть даже и несколько хуже.
Всё же если когда на таком телескопе откроют систему с подозрением на планету размером с Землю в обитаемой зоне, её можно будет  быстро перепроверить на большом телескопе.

Легче уж на орбиту вывести, я так думаю!

Вы хоть представляете сколько стоит разработать, изготовить, запустить и эксплуатировать космический телескоп? Почитайте историю "Хаббла" хотя бы. Дешевле построить несколько наземных обсерваторий, чем одну космическую.

[SpaceEngineer]

Интересно было бы взглянуть на поврехность таких планет (ночную, не расплавленную жаром солнца). Орбитальные скорости на таких тесных орбитах - сотни километров в секунду, скорости, с которыми с планетами сталкиваются метеориты, могут доходить до тысяч км/с. Энергия, высвобождающаяся при ударе, в десятки тысяч раз превышет энергию взрыва аналогичного по массе метеорита на Луне!

[SpaceEngineer]

А разве можно по точкам с таким разбросом усреднение какое-то сделать? Точки распределены примерно равномерно и форму усредненной линии можно сделать какую угодно, хоть треугольник, хоть квадрат. Если так усреднять, то планеты можно найти где угодно.

Вот это то и напрягает, что на грани. Еще напрягает, что размах погрешности определения лучевой скорости меньше, чем разброс точек на графике.

Вика, вам надо было показать не график лучевой скорости, а периодограмму. Тогда таких вопросов не было бы. Платонов Вячеслав, измерения проводятся не путём проведения какой-то усреднённой кривой на графике полученного временного ряда (таким методом конечно можно открыть что угодно), а путём построения периодограммы (т.е. Фурье-спектра) временного ряда. На ней очень чётко проступают пики, соответствующие периодическим сигналам - преобразование Фурье очень чувствительно к периодичности. Вы сами можете провести численный эксперимент в маткаде или математике - сгенерируйте временной ряд из синусоиды и шума, в 10 раз большего амплитуды синусоиды. На спектре мощности этого ряда вы очень чётко увидите пик на частоте вашей синусиоды, несмотря на то что на графике временного ряда вроде бы виден один шум.



На графике из статьи сплошная линия - 0.1%, пунктирная - 1% и точки - 10%-ный FAP (что это такое, я так и не понял, какой-то критерий отбора). Самый высокий пик имеет период - 3.236 дня, слева от него просматривается ещё один достаточно сильный пик с периодом 0.762 дня.

[SpaceEngineer]

А ведь и вправду. Сдвигаться ближе к звезде плотным строем планеты могли бы лишь в случае зажатости между резонансами...Цитата: Olweg

Не обязательно. Посмотрите видеоролики к этой работе: http://www.sciencemag.org/content/suppl/2008/08/07/321.5890.814.DC1.full

В некоторых случаях газовые гиганты не образуются, а нептуны и суперземли медленно сползают к звезде, и либо падают на неё, либо останавливаются на резонансах или по причине исчерпания вещества в диске. Ситуация похожа на образование систем спутников у газовых гигантов.

Вообще сценарий эволюции диска сильно зависит от его плотности. В плотных дисках возникает много газовых гигантов, они быстро мигрируют и рассеивают мелкие планеты и друг друга. Если плотность диска мала - газовые гиганты не образуются, остаются суперземли и нептуны, медленно сползающие к звезде или сильно возмущающие орбиты друг друга. Ну и "золотая середина" - образуются несколько гигантов, которые практически не мигрируют - аналог нашей Солнечной системы. Юпитер почти не мигрировал просто потому, что такие были условия в диске, и масса планеты подходящая.

[SpaceEngineer]

Атмосфера из силикатных, металлических и неметаллических паров паров по любому должна быть. При 8000К все молекулярные соединения распадаются, образуя газовую смесь из Si, O, N, Fe и т.д., но в верхних слоях атмосферы и на ночной стороне могут конденсиваться облака из SiO₂ и т.д. Весёленькое местечко!

Кстати, по-видимому уже можно постулировать поглощение планет расширяющимся красным гигантом. У большинства звёзд есть планеты, и все звёзды проходят через стадию КГ, поэтому погружение планет в оболочку КГ должно как-то влиять на него. Погружение планеты в плотные слои оболочки должно сопровождаться выделением огромного количества тепла, что должно быть причиной вспышки и выброса вещества в космос. Такая вспышка в зависимости от массы планеты может быть слабой и короткой (быстрое разрушение землеподобной планеты, как у V838 Единорога) или мощной и продолжительной (миллионы лет, пока газовый гигант по спирали опускается к ядру КГ) - т.е. по сути некоторым увеличением температуры и светимости КГ. Возможно, поглощение планет помогает КГ сбросить свою оболочку, или вообще является причиной этого в некоторых случаях.

По-другому может пойти эволюция системы звезды с горячим юпитером. Может ли начаться перетекание вещества на юпитер при расширении звезды? Если в этой стадии она становится достаточно холодной и не нагревает планету до температуры убегания водорода, и гравитационная энергия падающего газа успевает высветиться, почему нет? Так газовый гигант может набрать массу и может даже стать коричневым карликом, если родительская звезда достаточно массивна.

[SpaceEngineer]

Да, астрономы-любители уже сейчас вполне могут открывать экзопланеты! Нужна только нереальная настойчивость и трудолюбие. Каждую ночь перед наблюдениями калибровать пзс-матрицу, проводить тысячи замеров блеска выбранных звёзд, не забывая наблюдать звёзды с подтверждёнными экзопланетами, для подтверждения работоспособности своей методологии. И делать это надо годами, чтобы накопить длинные ряды наблюдений. Хотя желании большую часть работы можно автоматизировать.

[SpaceEngineer]

Это облегчит наше перемещение к другим звездам - будут места для "пересадок".

Зачем тормозить "по пути"? Разгоняться до субсветовой, тратя прорву энрегии, а потом зачем-то тормозить, снова тратя энергию, потом снова разгоняться. Это лишено всякого смысла. Тем более такие планеты вряд ли будут по пути, т.е. придётся ещё делать крюк.

[SpaceEngineer]

Почему вызов? Каменный спутник есть даже у обычного газового гиганта - Юпитера.

[SpaceEngineer]

Подтверждение либо через исключение затмено-фоновых сценариев либо через тайминг транзитов. Поэтому этот рекорд не совсем однозначный.

А вот интересно, опровержение через тайминг транзитов было когда-нибудь? Что-то не встречал. Или про отпровергнутые планеты просто никто и не говорит?

[SpaceEngineer]

Открыта система с самой маленькой экзопланетой - чуть крупнее нашей Луны (Kepler-37b). Вторая планета (Kepler-37c) чуть меньше Венеры, третья (Kepler-37d) вдвое больше Земли. Все три планеты обращаются вокруг своей солнцеподобной звезды ближе, чем Меркурий. Kepler-37b обращается за 13 дней (втрое ближе Меркурия), температура поверхности оценивается в 700К. Kepler-37c делает оборот вокруг звезды за 21 день, а Kepler-37d - за 40 дней.



http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/news/kepler-37b.html
http://www.space.com/19874-smallest-alien-planet-moon-size.html

[SpaceEngineer]

Подскажите, в каталоге NASA Exoplanet Archive, спектральный тип звезды (Spectral Type) - в каком формате? Там вещественое число, что оно означает? Например, 55 CnC - 5.00, 51 Peg - 4.30. Если целая часть - это спектральный класс (OBAFGKML = 01234567), а дробная это субкласс, то как тогда отличаются гиганты и субгиганты? Самому по log(g) и светимости определять?

[SpaceEngineer]

Странно, у меня спектральный класс нормально отображается, в привычном виде.
А Вы в левой части страницы в форме Column controls галочку у пункта Spectral Type в меню Stellar Columns поставили?

Да, поставил. При экспорте таблицы спектральный класс тоже в виде числа получается. А у вас в виде строки, типа "G5 III"? С указанием класса светимости?