Открытия и исследования экзопланет

[Алексей Шевченко]

А я придерживаюсь иного мнения, что суперземли и нептуны - изначально разные классы планет и они не могут (в большинстве своём) превращаться друг в друга.

Интуиция и мне подсказывает, что, скорее всего, так оно и есть...

[Алексей Шевченко]

Тут нужны количественные расчёты. Теоретически такое превращение произойти может, но вот за какое время?

Например интересно за какое время испарится планета WASP-18b

http://astronet.ru/db/msg/1235971

Когда - то и я задал похожий вопрос автору этой темы - Виктории Воробьёвой. И вот что она мне тогда ответила: "...Теперь о Вашем вопросе. На эффективной земной орбите время жизни планеты-гиганта будет значительно больше времени жизни звезды на главной последовательности. Даже Озирис (горячий юпитер HD 209458 b), имеющий эффективную температуру поверхности 1200К и интенсивно теряющий массу, потерял не больше массы Земли за 5 млрд. лет (при условии, конечно, что темп потери массы не менялся за все эти годы).

Легко в этом убедиться.
Средняя (наиболее вероятная) скорость молекулы газа вычисляется по формуле:

V = корень квадратный из (2 k T/m),

где Т - температура в кельвинах,
k - постоянная Больцмана,
m - масса молекулы в кг.
Если выразить массу молекулы через молекулярную массу

m = мю * 1 а.е.м.,

то формула вероятной скорости приобретает вид:

V = корень квадратный из ( 2k/1 а.е.м. * T/мю)

Первый член в скобках - числовая константа, так что формула легко упрощается до вида:

V = 131.3 * корень квадратный из (T/мю)

У водорода мю = 2. Грубо оценим температуру термосферы водного гиганта в 2000К (у Юпитера она близка к 1100К). Тогда средняя (наиболее вероятная) скорость молекул водорода в термосфере водного гиганта составит 4152 м/сек, что почти в 15 раз меньше второй космической скорости.
И даже если предположить, что молекулы водорода в термосфере диссоциируют на атомы, наиболее вероятная тепловая скорость атомов водорода будет равна 5872 м/сек, что более чем в 10 раз меньше второй космической скорости.

Водный гигант полностью устойчив ".
       Видите, Mars, если даже вполне юпитероподобный Озирис за несколько миллиардов лет будет иметь незначительную потерю массы, то на порядок более массивный WASP - 18b - и подавно хорошо сохраниться к моменту падения на его материнскую звезду .

[Mars]

Dayan и Avenger спасибо! Получается что время жизни горячих юпитеров сравнимо с временем жизни родительской звезды.
Интересно ещё вот что. Какое время  WASP - 18b  просуществует после падения на звезду.

Хороший к теме рисунок http://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA10364.jpg

[Алексей Шевченко]

Dayan и Avenger спасибо! Получается что время жизни горячих юпитеров сравнимо с временем жизни родительской звезды.
Интересно ещё вот что. Какое время  WASP - 18b  просуществует после падения на звезду.

Хороший к теме рисунок http://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA10364.jpg

Mars, Вы не оговорились? Точно хотели сказать "просуществует после падения на звезду", вместо "просуществует до падения на звезду"?
          А за ссылку на рисунок - однозначное спасибо, хороший рисунок, красивый и грандиозный.

[Klapaucius]

На рисунке нет линии терминатора, что должно означать температуру (может правильнее сказать светимость на ед. площади поверхности?) на ночной стороне, одинаковую с дневной стороной и температурой звезды.
Также видно, что планета имеет ось вращения, не ориентированную на звезду (не обращена к ней одной стороной).

Это нормально по современным представлениям для столь близких планет-гигантов? Что-то мне кажется, что любая планета на таком фоне, в таком ракурсе, должна быть почти чёрной. Может с краю, обращённом к звезде, будет небольшое свечение.

[Dayan]

На рисунке нет линии терминатора, что должно означать температуру (может правильнее сказать светимость на ед. площади поверхности?) на ночной стороне, одинаковую с дневной стороной и температурой звезды.
Также видно, что планета имеет ось вращения, не ориентированную на звезду (не обращена к ней одной стороной).
Это нормально по современным представлениям для столь близких планет-гигантов? Что-то мне кажется, что любая планета на таком фоне, в таком ракурсе, должна быть почти чёрной. Может с краю, обращённом к звезде, будет небольшое свечение.

К этому можно добавить, что планета-то подозрительно напоминает нашу Венеру. И очень часто художники не совсем правильно представляют себе горячие гиганты - на некоторых рисунках, сделанных при помощи фотошопа, ясно выдны красноватые, коричневые или оранжевые полосы и пятна как на Юпитере. Но, Юпитер - очень холодный гигант, а горячие миры явно не могут выглядеть так, как выглядят планеты Солнечной системы! Говорю так потому, что меня задевают подобные не реалистичные картинки. Для сторонних людей, не разбирающихся в астрономии, они могут показаться красивыми, но ничего общего с природой такие фантазии не имеют.

Dayan и Avenger спасибо! Получается что время жизни горячих юпитеров сравнимо с временем жизни родительской звезды.
Интересно ещё вот что. Какое время  WASP - 18b  просуществует после падения на звезду.

Mars, Вы не оговорились? Точно хотели сказать "просуществует после падения на звезду", вместо "просуществует до падения на звезду"?

Но как же так, Алексей! Мы же так долго объясняли, что планета даже в крайней близости к горячей звезде, если не учитывать приливные эффекты, благодаря которым она может упасть на звезду, за всё время существования звезды потеряет лишь малую долю начального газа?! А тут опять - сколько просуществует до падения на звезду? Даже вопрос "просуществует после падения на звезду" меня не так сильно покоробил!

[Алексей Шевченко]

Для сторонних людей, не разбирающихся в астрономии, они могут показаться красивыми, но ничего общего с природой такие фантазии не имеют.

Красота и научная содержательность рисунка - не есть одно и то же. И если рисунок на меня произвёл положительное впечатление, то это ещё не значит, что я - сторонний человек, ни хрена не разбирающийся в астрономии .

[Allexs]

"Красота и научная содержательность рисунка - не есть одно и то же."

Точно.

[Mars]

На рисунке нет линии терминатора, что должно означать температуру (может правильнее сказать светимость на ед. площади поверхности?) на ночной стороне, одинаковую с дневной стороной и температурой звезды.
Также видно, что планета имеет ось вращения, не ориентированную на звезду (не обращена к ней одной стороной).
Это нормально по современным представлениям для столь близких планет-гигантов? Что-то мне кажется, что любая планета на таком фоне, в таком ракурсе, должна быть почти чёрной. Может с краю, обращённом к звезде, будет небольшое свечение.

К этому можно добавить, что планета-то подозрительно напоминает нашу Венеру. И очень часто художники не совсем правильно представляют себе горячие гиганты - на некоторых рисунках, сделанных при помощи фотошопа, ясно выдны красноватые, коричневые или оранжевые полосы и пятна как на Юпитере. Но, Юпитер - очень холодный гигант, а горячие миры явно не могут выглядеть так, как выглядят планеты Солнечной системы! Говорю так потому, что меня задевают подобные не реалистичные картинки. Для сторонних людей, не разбирающихся в астрономии, они могут показаться красивыми, но ничего общего с природой такие фантазии не имеют.

Dayan и Avenger спасибо! Получается что время жизни горячих юпитеров сравнимо с временем жизни родительской звезды.
Интересно ещё вот что. Какое время  WASP - 18b  просуществует после падения на звезду.

Mars, Вы не оговорились? Точно хотели сказать "просуществует после падения на звезду", вместо "просуществует до падения на звезду"?

Но как же так, Алексей! Мы же так долго объясняли, что планета даже в крайней близости к горячей звезде, если не учитывать приливные эффекты, благодаря которым она может упасть на звезду, за всё время существования звезды потеряет лишь малую долю начального газа?! А тут опять - сколько просуществует до падения на звезду? Даже вопрос "просуществует после падения на звезду" меня не так сильно покоробил!

Я задал этот вопрос не просто так! Если планета так медленно испаряется находясь так близко к звезде, то когда она упадёт на звезду, то вполне возможно просуществует и внутри неё довольно долго! Например плотность вехних слоёв Солнца сравнима с плотностью воздуха, а у некоторых звёзд они ещё менее плотные. Таким образом планета, минуя фотосферу толщина которой всего несколько сотен км будет дальше погружаться  в конвективную зону звезды пока не "растворится" в звезде. И возможно процесс расстворения будет довольно долгим.

P.S. Интересная статья на астронете о звёздах поглащающих планеты.
http://astronet.ru/db/msg/1202883

[Алексей Шевченко]

Я задал этот вопрос не просто так! Если планета так медленно испаряется находясь так близко к звезде, то когда она упадёт на звезду, то вполне возможно просуществует и внутри неё довольно долго! Например плотность вехних слоёв Солнца сравнима с плотностью воздуха, а у некоторых звёзд они ещё менее плотные. Таким образом планета, минуя фотосферу толщина которой всего несколько сотен км будет дальше погружаться  в конвективную зону звезды пока не "растворится" в звезде. И возможно процесс расстворения будет довольно долгим.

P.S. Интересная статья на астронете о звёздах поглащающих планеты.
http://astronet.ru/db/msg/1202883

Спасибо, Mars, статья действительно интересная. Однако... Звезда WASP - 18 -это всё - таки спектральный класс F9 V, и она всё - таки поплотнее и значительно горячее (по крайней мере, верхние её слои) любого красного гиганта. Так что Ваш интересный вопрос (простите, что принял его за оговорку и переспросил! ) пока остаётся открытым...

[Borislаv]

На рисунке нет линии терминатора, что должно означать температуру (может правильнее сказать светимость на ед. площади поверхности?) на ночной стороне, одинаковую с дневной стороной и температурой звезды.
Также видно, что планета имеет ось вращения, не ориентированную на звезду (не обращена к ней одной стороной).

Это нормально по современным представлениям для столь близких планет-гигантов? Что-то мне кажется, что любая планета на таком фоне, в таком ракурсе, должна быть почти чёрной. Может с краю, обращённом к звезде, будет небольшое свечение.

Сюдя по наблюдениям Спитцера, горячие юпитеры бывают обоих видов - и те у которых благодаря перемешиванию атмосферы температуры подсолнечной и теневой стороны примерно равна и не равна. Хотя конечно это пока удалось сделать от силы у десятка горячих юпитеров. (т.е. составить температурную карту).

Насчет цвета отчасти верно. Для штучного количества измеренноt альбедо порядка или меньше 10 процентов, что при их температуре в 1000 Кельвинов делает их черными, как сажа. С другой стороны для ультро-горячих юпитеров (вроде WASP-18b c периодом меньше суток) температура может быть гораздо выше - 3-4 тысячи градусов, что может делать их ярко-красными.

Но в любом случае уже в текущем (шестом) цикле Спитцер проведет первые наблюдения таких планет.
http://ssc.spitzer.caltech.edu/geninfo/go/abs-go6/60185.txt

The structure, formation and fate of hot Jupiter exoplanets is governed by the
properties of their atmospheres. There is an urgent need for for strong
observational constraints to guide the development of model atmospheres for hot
Jupiters. One of the most powerful techniques for probing hot Jupiter
atmospheres is to observe the small variation in infrared flux through the
orbital cycle for transiting hot Jupiters. These observations can be converted
into a map of the temperature distribution around the planet. This gives us a
direct measurement of the way heat is redistributed through the planet's
atmosphere. The processes that redistribute heat from the day-side to the
night-side in these tidally locked planets are very poorly understood. This
limits our ability to interpret observations of hot Jupiters obtained with
Spitzer and other instruments. Phase variations are small so they have only been
succesfully observed in a handful of hot Jupiter systems. There are, as yet, no
detections of the phase variation in any transiting hot-Jupiters with
atmospheres hot enough to have a stratosphere, and only one (HD189733) for a
cooler transiting hot Jupiter. We will observe the lightcurves of WASP-18 and
WASP-19, to newly discovered ultra-short period planets (P<1day). These are key
objects for understanding heat redistribution in hot Jupiters because the
irradiation of their day-side is so extreme.

На эту программу выделенно 60 часов. Т.е. удастся составить первые полные температурные карты двух ультрогорячих юпитеров. На данный момент наблюдения Спитцером пока еще не проводились.

Насчет последствий столкновения, мне кажется это будет что вроде вспышки карликовой новой или катализмической переменной (CV), ведь при слияние вероятно зажгутся термоядерные реакции горения водорода планеты.

[vsevolodson]

Насчет последствий столкновения, мне кажется это будет что вроде вспышки карликовой новой или катализмической переменной (CV), ведь при слияние вероятно зажгутся термоядерные реакции горения водорода планеты.

вспышка может быть, но "зажигания" вещества бывшей планеты - нет

[Klapaucius]

С другой стороны для ультро-горячих юпитеров (вроде WASP-18b c периодом меньше суток) температура может быть гораздо выше - 3-4 тысячи градусов, что может делать их ярко-красными.

Их температура всё же вряд ли выше поверхностной температуры своей звезды. Чёрными они не будут, но будут выглядеть темнее на фоне звезды всегда (независимо от альбедо, ведь на такой картинке видна только неосвещённая сторона). Это как с солнечными пятнами. Тоже громадная температура по нашим привычным представлениям, но всё же ниже средней по поверхности.

Насчет последствий столкновения, мне кажется это будет что вроде вспышки карликовой новой или катализмической переменной (CV), ведь при слияние вероятно зажгутся термоядерные реакции горения водорода планеты.

При таких температурах реакции не идут, они идут ближе к центру звезды. Иначе бы и фотосфера "рванула" бы как эта планета.
Но скорее всего как раз где-то на грани видимости падающей планеты (или несколько позже) плотность окружающей среды начнёт резко расти, и планета начнёт резко тормозиться, падать к центру. Если я прав, остаётся два варианта. Планета либо тихо-мирно но довольно шустро "растворится" по дороге, либо всё же "сдетонирует" ближе к центру звезды. Второй вариант мне кажется маловероятным, ведь планета (уже бывшая) должна для этого быстро равномерно прогреться. Скорее всего она "растворится", по мере прогрева и улетучивания внешних слоёв.

p.s. Да, вот как заметил Einar, вспышка может быть, но в результате резкого торможения, выделения кинетической энергии в тепловую.

[Borislаv]

Их температура всё же вряд ли выше поверхностной температуры своей звезды. Чёрными они не будут, но будут выглядеть темнее на фоне звезды всегда (независимо от альбедо, ведь на такой картинке видна только неосвещённая сторона). Это как с солнечными пятнами. Тоже громадная температура по нашим привычным представлениям, но всё же ниже средней по поверхности.

Да, понравилось сравнение с солнечными пятнами. Действительно видимо при любом исходе они будут черными, как сажа.

Насчет термоядерных реакций весьма вероятно там будет тот же процесс, что и при вспышках новых. У новых же происходит термоядерный взрыв в акрецирующем диске в тесной двойной системе, так и видимо и тут за счет слияния приливные силы многократно усилятся и произойдет что-то вроде вспышки во время превращения планеты в кольцевую структуру вращающуюся вокруг звезды.

[Fredagar]

...когда она упадёт на звезду...

Не успеет, она раньше перейдёт предел Роша и будет размазана по орбите приливными силами.

[Dayan]

Для сторонних людей, не разбирающихся в астрономии, они могут показаться красивыми, но ничего общего с природой такие фантазии не имеют.

Красота и научная содержательность рисунка - не есть одно и то же. И если рисунок на меня произвёл положительное впечатление, то это ещё не значит, что я - сторонний человек, ни хрена не разбирающийся в астрономии .

Нет, абсолютно не верный подход!! Научно-обоснованные рисунки не могут быть некрасивыми! А то что там нарисовано - полный бред и художественное безобразие! Даже просто красоты там не видно! Однако я не говорил, что ты посторонний.

"Красота и научная содержательность рисунка - не есть одно и то же."
Точно.

Ага, Ваше мнение всем так "интересно", аж не знают как ж без Вас дальше то вести дискуссии!

Я задал этот вопрос не просто так! Если планета так медленно испаряется находясь так близко к звезде, то когда она упадёт на звезду, то вполне возможно просуществует и внутри неё довольно долго! Например плотность вехних слоёв Солнца сравнима с плотностью воздуха, а у некоторых звёзд они ещё менее плотные. Таким образом планета, минуя фотосферу толщина которой всего несколько сотен км будет дальше погружаться  в конвективную зону звезды пока не "растворится" в звезде. И возможно процесс расстворения будет довольно долгим.
P.S. Интересная статья на астронете о звёздах поглащающих планеты.
http://astronet.ru/db/msg/1202883

Тут все думают, что задают свои вопросы не просто так. Но, возвращаясь к Вашему вопросу, скажу, что тут могут быть варианты:
1) Планета может не сразу упасть на свою звезду, а постепенно приближаясь к ней, быть разорванной приливными силами, что образует ненадолго кольцо вокруг звезды. Часть вещества улетучится в межпланетное пространство, часть упадёт на звезду (скорее всего вдоль её магнитных силовых линий).
2) В результате сближения планеты с звездой и "благоприятной" конфигурации с другими планетами (или звездой-компаньоном в кратной звездной системе), т.е. из-за гравитационного взаимодействия, эта планета может упасть целиком. Тогда, возможно, на звезде образуется на время "пятно" из упавшего вещества. Постепенно оно будет "расплываться" по поверхности и смешается с веществом звезды. Но, вещество упавшей планеты не уйдёт глубоко в недра звезды, а будет в оболочке - конвекция равномерно распределит его в объёме оболочки.
Но, даже твёрдая планета сразу после падения не сохранит свою форму. И упавшее вещество будет ещё относительно немало времени "выдавать" космическую катастрофу.
Всё это применимо только к звёздам главной последовательности. Результат падения на звезду-гигант или, например, нейтронную звезду, будет, очевидно, отличаться.

[Mars]

В продолжении  темы о  горячих планетах.

Спутник КоРоТ нашел каменную планету

http://astronet.ru/db/msg/1236209

Насколько схожа экзопланета Корот-7b с Землей? Только что открытая внесолнечная планета по физическим свойствам ближе всего к Земле из всех известных экзопланет. Ее масса равна примерно пяти массам Земли, и радиус составляет 1.7 земного радиуса. Родительская звезда планеты Корот-7b находится на расстоянии пятисот световых лет и очень похожа на Солнце. К сожалению, вся схожесть с нами на этом месте оканчивается. Орбита Корот-7b пролегает внутри орбиты Меркурия, и год там длится всего 20 наших часов. Температура на поверхности гораздо выше температуры, комфортной для жизни человека. Корот-7b была открыта в феврале этого года, когда было замечено небольшое снижение яркости родительской звезды. На сегодняшней картинке представлен рисунок художника, иллюстрирующий, как Корот-7b выглядит на фоне своей звезды. Пока еще непонятно, из чего состоит планета Корот-7b. Однако на основании соотношения массы и радиуса, можно точно сказать, что это не газовый гигант типа Юпитера, и планета, скорее всего, в основном состоит из камня. Будущие наблюдения помогут уточнить, что из себя представляет эта первая каменная планета, найденная за пределами Солнечной системы.

[Dayan]

В продолжении  темы о  горячих планетах.

Не могу понять, Mars, Вы не следите за новостями даже этой ветки? Вика Воробьёва уже больше чем неделю назад нашла новость об этой системе и выложила её здесь. (См. предыдущую страницу темы).
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,8397.msg1039469.html#msg1039469

[vika vorobyeva]

Вика Воробьева здесь ни при чем: CoRoT-7 b уже с февраля обсуждают

[Dayan]

Вика Воробьева здесь ни при чем: CoRoT-7 b уже с февраля обсуждают

Ах, ведь речь идёт о CoRoT-7 b! Так это тем более не новость!
А Вы, Вика, очень даже причём - Вы же находите большую часть открытий новых экзопланет и доводите до нашего сведения! В отличие от некоторых, своевременно.