Открытия и исследования экзопланет

[vika vorobyeva]

Подскажите, есть ли статистика  "горячих Юпитеров" по параметрам: физические характеристики родительской звезды-максимальное расстояние "Юпитера" от звезды, на котором он  имеет характеристики "горячего".

Насколько я знаю, общепринятого определения понятия "горячий юпитер" нет. Если я не путаю, Женевская группа относит к таковым планеты с массой больше 50 земных на орбитах короче 10 суток безотносительно к светимости родительской звезды. Еще мне попадалось такое определение: масса больше 0.1 масс Юпитера (32 массы Земли), орбита короче 11 суток.

На сайте allplanets.ru горячими юпитерами считаются планеты с массой больше 0.2 масс Юпитера и параметром a/R_эф < 0.1, где а - большая полуось орбиты, R_эф - радиус эффективной земной орбиты.
R_эф = (L_star/L_sol)^1/2 (в астрономических единицах)

[Джер]

Как только таковые появятся - будет и опция.
Пока нету.

Почему нет? Их успели уже "по ранжиру" расположить

Name            pClass  hClass   M(EU)   R(EU) P(days)  D(lyr)  Teq(K)   Ts(K)     ESI
Gl 581g  Warm Superterran       M    2.59    1.41    32.1    20.2    231.    283.    0.92
GJ 667Cc  Warm Superterran       M    4.91    1.86    28.1    23.6    246.    300.    0.85
Kepler-22b  Warm Superterran       M    6.36    2.10   289.9   535.9    250.    304.    0.81
HD 85512b  Warm Superterran       T    4.04    1.70    58.4    36.3    297.    351.    0.77
GJ 163c  Warm Superterran       T    7.97    2.40    25.6    48.9    277.    332.    0.73
Gl 581d  Warm Superterran       P    6.86    2.18    66.7    20.2    181.    236.    0.72

a measure of Earth-likeness from zero to one, with a value of one being identical to Earth. In general, exoplanets with ESI values above 0.7 can be considered potentially habitable, at least to microbial life, but those above 0.8 might be better suitable for more complex life.

Индекс подобия Земле (ESI) признан научными сообществом, это уже не любительщина

Другое дело, что можно спорить о конкретных условиях на планете, и пессимисты всегда могут уповать на то, что
1) если известен только нижний предел массы, всегда можно заявить, что наклон орбиты большой, на самом деле это нептун
2) светимость звезды определена неточно, на самом деле планета вне зоны обитаемости
3) для атмосферы любой суперземли можно предполагать сильный парниковый эффект и малое альбедо - супервенера
4) если неизвестен эксцентриситет, всегда можно сказать, что он большой - планета то выкипает, то замерзает...
5) нет магнитного поля - сильная радиация
6) и т.д.

Но почему обязательно быть пессимистами?

Далее, индекс подобия Земле рассчитан для Кеплеровских кандидатов. 16 из них имеют индекс, допускающий высокоразвитую жизнь
Name            pClass  hClass   M(EU)   R(EU) P(days)  D(lyr)  Teq(K)   Ts(K)     ESI
KOI-1686.01  Warm Superterran       M    2.57    1.41    56.9  1004.3    240.    292.    0.93
KOI-2474.01  Warm Superterran       M    2.76    1.45   176.8  1287.0    263.    315.    0.87
KOI-701.03  Warm Superterran       M    3.35    1.57   122.4   740.4    254.    307.    0.87
KOI-2124.01       Warm Terran       T    1.06    1.02    42.3   624.7    300.    348.    0.87
KOI-854.01  Warm Superterran       M    4.76    1.83    56.1  1029.9    228.    282.    0.86
KOI-2418.01  Warm Superterran       P    3.87    1.67    86.8   923.8    219.    273.    0.86
KOI-463.01  Warm Superterran       T    3.10    1.52    18.5   535.8    271.    324.    0.85
KOI-2626.01  Warm Superterran       T    2.80    1.46    38.1  1085.3    281.    333.    0.83
KOI-2650.01  Warm Superterran       T    1.91    1.26    35.0  1168.2    298.    349.    0.83
KOI-2020.01  Warm Superterran       M    6.17    2.07   111.0  1116.0    223.    277.    0.82
KOI-812.03  Warm Superterran       M    4.53    1.79    46.2  1394.4    265.    319.    0.82
KOI-1422.02  Warm Superterran       T    2.76    1.45    19.9  1046.9    293.    345.    0.81
KOI-1876.01  Warm Superterran       M    7.28    2.25    82.5   915.1    240.    294.    0.81
KOI-1361.01  Warm Superterran       M    5.99    2.04    59.9   799.6    258.    312.    0.80
KOI-268.01  Warm Superterran       T    3.71    1.64   110.4   217.1    286.    340.    0.80
KOI-1739.01  Warm Superterran       T    4.88    1.85   220.7  2718.7    274.    328.    0.80

По статистике, парочка из этого списка не подтвердятся, но остальные-то останутся
Или опять будем пессимистами и станем считать, что все эти кандидаты не подтвердятся?

Bот кандидат с радиусом 1,41 и равновесной Т 240К выглядит более интересно.

Как видим, ваше мнение совпало с авторами индекса - именно этоиу кандидату они дали 0.93

[Searcher16]

Далее, индекс подобия Земле рассчитан для Кеплеровских кандидатов. 16 из них имеют индекс, допускающий высокоразвитую жизнь
Name            pClass  hClass   M(EU)   R(EU) P(days)  D(lyr)  Teq(K)   Ts(K)     ESI
KOI-1686.01  Warm Superterran       M    2.57    1.41    56.9  1004.3    240.    292.    0.93
KOI-2474.01  Warm Superterran       M    2.76    1.45   176.8  1287.0    263.    315.    0.87
KOI-701.03  Warm Superterran       M    3.35    1.57   122.4   740.4    254.    307.    0.87
KOI-2124.01       Warm Terran       T    1.06    1.02    42.3   624.7    300.    348.    0.87
KOI-854.01  Warm Superterran       M    4.76    1.83    56.1  1029.9    228.    282.    0.86
KOI-2418.01  Warm Superterran       P    3.87    1.67    86.8   923.8    219.    273.    0.86
KOI-463.01  Warm Superterran       T    3.10    1.52    18.5   535.8    271.    324.    0.85
KOI-2626.01  Warm Superterran       T    2.80    1.46    38.1  1085.3    281.    333.    0.83
KOI-2650.01  Warm Superterran       T    1.91    1.26    35.0  1168.2    298.    349.    0.83
KOI-2020.01  Warm Superterran       M    6.17    2.07   111.0  1116.0    223.    277.    0.82
KOI-812.03  Warm Superterran       M    4.53    1.79    46.2  1394.4    265.    319.    0.82
KOI-1422.02  Warm Superterran       T    2.76    1.45    19.9  1046.9    293.    345.    0.81
KOI-1876.01  Warm Superterran       M    7.28    2.25    82.5   915.1    240.    294.    0.81
KOI-1361.01  Warm Superterran       M    5.99    2.04    59.9   799.6    258.    312.    0.80
KOI-268.01  Warm Superterran       T    3.71    1.64   110.4   217.1    286.    340.    0.80
KOI-1739.01  Warm Superterran       T    4.88    1.85   220.7  2718.7    274.    328.    0.80

По порядку:

-океанида;
-супервенера;
-океанида;
-венера;
-газовый карлик;
-океанида;
-неопределенная ситуация;
-супервенера;
-супервенера;
-газовый карлик;
-неопределенная ситуация;
-супервенера;
-газовый карлик;
-суперокеанида;
-перегретая океанида;
-перегретая океанида.

И где тут аналоги Земли? Из всех 16 только KOI-701.03 и KOI-1686.01 более-менее пригодны для землянской жизни (правда, твердой поверхности нет ни на той, ни на другой). Правда, кое-кто из кеплеровцев в твиттере писал, что у них есть ещё не одна (!) планета меньше Земли в ОЗ. Так что верим, надеемся, ждем 

[Джер]

KOI-1686.01 более-менее пригодны для землянской жизни (правда, твердой поверхности нет ни на той, ни на другой).

Скажите, а с какого радиуса вы записываете планеты в океаниды и почему? (с радиусом 1.45 у вас супервенера, а с радиусом 1.41 океанида - так где граница все-таки?)

По температуре, я так понял, вы считаете рубежом 265-270 K. А обоснование этого рубежа есть? У всех планет должно быть достаточно парниковых газов для включения процесса неуправляемого разогрева? Каково влияние вулканической активности, выбрасывающей парниковые газы в атмосферу (ходят слухи, что на суперземлях вулканическая активность гораздо ниже)? А скорость обращения, наклон оси не влияет? А количество жидкой воды, площадь океанов? А площадь облаков, альбедо суши и моря?

Могут быть многие неучтенные механизмы, например https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,98735.0.html

Однако авторы показали, что даже небольшая площадь суши, поднимающаяся над поверхностью воды, сразу исправляет ситуацию. Достаточно даже 1% суши. Более того, когда "чисто водный мир" начинает скатываться в состояние Венеры (температура атмосферы поднимается, а океаны начинают выкипать), то достаточно подняться над водой первым крупным островам, как включается нужная температурная зависимость скорости связывания углекислого газа в карбонатах, и температура падает. Авторы назвали это явление self-arrest (самоостановка).

На самом деле мы еще далеко не все понимаем в этом. Скажем, такая штука, как парадокс слабого молодого Солнца. В чем секрет?

[Olweg]

Да, согласен с Searcher16 - в индекс подобия нужно бы добавить и предполагаемый состав. Например, многострадальная Gliese 581 g, если она и существует, почти наверняка не имеет твёрдой поверхности. Кроме того, равновесная температура некоторых планет ближе к венерианской.

[Olweg]

есть ли статистика  "горячих Юпитеров" по параметрам: физические характеристики родительской звезды

Существует зависимость от металличности звезды: чем она выше, тем выше вероятность появления горячего юпитера:
диаграмма
Ну и кроме того ГЮ почти не встречаются у красных карликов с массой <0.5 солнечных: диаграмма

[alexday457]

есть ли статистика  "горячих Юпитеров" по параметрам: физические характеристики родительской звезды

Существует зависимость от металличности звезды: чем она выше, тем выше вероятность появления горячего юпитера:
диаграмма
Ну и кроме того ГЮ почти не встречаются у красных карликов с массой <0.5 солнечных: диаграмма

Так красные карлики слабо исследуются, у них атмосферы не спокойные и слабая светимость!) Приведите лучше статистику сейчас, у каких звёзд ищут планеты?! В процентном отношении K G M спектральных классов главной последовательности! Думаю к звёздам, типа Солнце, само больше внимания, поэтому график такой, по сылке вашей!

[vika vorobyeva]

Обзор SuperWASP объявил об открытии еще четырех транзитных планет: WASP-52 b, WASP-58 b, WASP-59 b и WASP-60 b.

Три из них - типичные горячие юпитеры, одна (WASP-59 b) более интересная. При массе планеты 0.863 ± 0.045 масс Юпитера ее радиус - 0.775 ± 0.068 радиусов Юпитера, а эффективная температура - всего 670 ± 35К! (очень мало для планеты, открытой в рамках наземного обзора) Орбитальный период - 7.9196 земных суток, большая полуось - 0.07 а.е.
Родительская звезда - оранжевый карлик спектрального класса K5 V.

http://arxiv.org/pdf/1211.0810.pdf

[konstkir]

Странные цифры температуры. Не ошиблись ли?

Две планеты, вычисленные командой Шарпине, когда-то, возможно, были газовыми гигантами и отстояли значительно дальше от материнской звезды. b. Когда звезда исчерпала свое водородное топливо и превратилась в красного гиганта, обе планеты оказались внутри ее атмосферы и полностью лишились своего газа, сохранив только твердые каменистые ядра. c. Когда красный гигант, по неизвестным причинам, сбросил внешние слои и превратился в субкарлика, обе планеты перестали терять кинетическую энергию и стабилизировались на своих нынешних орбитах.

 Астрономы из Тулузского университета вычислили пару экзопланет, одна из которых имеет все шансы стать самой маленькой из открытых на сегодняшний день. Планеты, вращающиеся вокруг бывшего красного карлика на расстоянии всего лишь 0,9 и 1,1 миллиона километров, вообще не могут иметь атмосферу, а значит, их дневные полушария нагреты примерно до 8–9 тысяч градусов (в полтора раза горячее поверхности Солнца).

http://elementy.ru/news/431729
http://www.nature.com/nature/journal/v480/n7378/fig_tab/nature10631_T1.html

[armadillo]

атмосфера хотя бы паров железа должна быть).

а так - это субкарлик с гелиевым горением, температурой 20-40тыс и радиусом порядка 100к км.

[vika vorobyeva]

Странные цифры температуры. Не ошиблись ли?

Если Вы про планеты в системе KOI-55, то нет, не ошиблись.
Звезда очень горячая (27730 ± 270К), и планеты расположены к ней очень близко.

[konstkir]

Странные цифры температуры. Не ошиблись ли?

Если Вы про планеты в системе KOI-55, то нет, не ошиблись.
Звезда очень горячая (27730 ± 270К), и планеты расположены к ней очень близко.

А как "скалистость" сохраняется?

[Dayan]

Если Вы про планеты в системе KOI-55, то нет, не ошиблись.
Звезда очень горячая (27730 ± 270К), и планеты расположены к ней очень близко.

А как "скалистость" сохраняется?

Вероятно, имеется ввиду состав. KOI 55.01 и KOI 55.02 маленькие (обе меньше Земли) и очень горячие, значит лёгкие элементы все давно испарились и рассеялись, а силикаты и металлы пока ещё в процессе. Конечно, никакой твёрдой поверхности у этих тел при 9 тысяч градусов существовать не может.

[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.

[Olweg]

Так красные карлики слабо исследуются, у них атмосферы не спокойные и слабая светимость!) Приведите лучше статистику сейчас, у каких звёзд ищут планеты?! В процентном отношении K G M спектральных классов главной последовательности! Думаю к звёздам, типа Солнце, само больше внимания, поэтому график такой, по сылке вашей!

И в процентном отношении горячих юпитеров у красных карликов очень мало, в сравнении со звёздам FGK.

[armadillo]

По-другому может пойти эволюция системы звезды с горячим юпитером.

Оснований оставаться планете внутри звезды холодной нет.

как раз новооткрытый пример из этой области. полагают, что не только вытягивала массу от звезды, но и выбрасывала за пределы области роша наружу.

[vika vorobyeva]

Чуваки, занимающиеся поисками экзопланет с помощью 7-сантиметрового(!) телескопа, объявили об открытии нового транзитного горячего гиганта KELT-3 b.
http://arxiv.org/pdf/1211.1031.pdf

Маленькую светосилу своего инструмента они компенсируют яркостью наблюдаемых звезд: большинство звезд, наблюдаемых в рамках проекта, имеют видимую звездную величину от +8 до +10.
Планета - типичный горячий юпитер на 2.7034-дневной орбите. Масса - 1.46 масс Юпитера, радиус - 1.36 радиусов Юпитера, большая полуось орбиты - 0.0412 а.е., эффективная температура ~ 1800K.
Родительская звезда - позднего F-класса светимостью в 3 солнечных.

[SERIV]

Нанотелескопы рулят! А если взять бд спутника Гиппархос и поискать транзиты у ярких звезд?

[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.

[Dayan]

Небезызвестный товарищ Микко Туоми и международная команда астрофизиков в своей статье (Habitable-zone super-Earth candidate in a six-planet system around the K2.5V star HD 40307), вышедшей сегодня, сообщили о новом исследовании данных с HARPS для звезды HD 40307 (её спектральный класс K2.5V, светимость 0.23 светимости Солнца). До сегодняшнего дня в системе было известно существование трёх планет (суперземель или нептунов) с периодами 4.3, 9.6 и 20.5 суток. В дополнение к ним товарищи обнаружили присутствие ещё трёх планетных кандидата с периодами 34.62 [планета HD 40307 e], 51.76 [HD 40307 f] и 197.8 [HD 40307 g] суток. Их минимальные массы соответственно равны 3.5 [e], 5.2 [f] и 7.1 [g] масс Земли. Последний кандидат, HD 40307 g, (если существует, полуамплитуда K = 0.95 м/с) имеет довольно вытянутую орбиту (e = 0.29) и в среднем получает 62% того излучения, что получает Земля от Солнца, т.е. расположен в зоне обитаемости.
Интересно отметить, что в системе, по видимому, нет места планетам-гигантам.