Открытия и исследования экзопланет

[Olweg]

L_Pt, я понял так, что авторы этой новой статьи оценили потери атмосферы и для 55 Рака е тоже, и пришли к выводу, что потери эти, хотя и велики, но позволяют удержать значительную часть атмосферы, если она там изначально была. Можно посмотреть какую-нибудь другую планету, например Кеплер-11 f - у неё вторая космическая ниже земной на несколько процентов, а температуры однозначно выше.

[AlexOrex]

планета должна получать в 2400 раз больше энергии на единицу площади, чем Земля, а температура, при одинаковом альбедо, будет в 7 раз выше. Средняя скорость молекул вырастет в 7^0.5=2.65 раза. То есть отношение, о котором вы говорили, будет несколько хуже, чем для Земли, процентов на 20. Но температура экзосферы зависит, конечно, не только от солнечной постоянной.

То есть порядка 14000К? А может ли температура экзосферы быть выше, чем у фотосферы звезды?

[vika vorobyeva]

А может ли температура экзосферы быть выше, чем у фотосферы звезды?

Может. Температура экзосферы HD 209458 b (Осириса) достигает 10 тыс. при том, что сама звезда солнцеподобная.
Меряли Хабблом в линии Лайман-альфа.

[Dayan]

планета должна получать в 2400 раз больше энергии на единицу площади, чем Земля, а температура, при одинаковом альбедо, будет в 7 раз выше. Средняя скорость молекул вырастет в 7^0.5=2.65 раза. То есть отношение, о котором вы говорили, будет несколько хуже, чем для Земли, процентов на 20. Но температура экзосферы зависит, конечно, не только от солнечной постоянной.

То есть порядка 14000К? А может ли температура экзосферы быть выше, чем у фотосферы звезды?

Эффективная температура Земли без учёта парникового эффекта - 255 K, следовательно на 55 Рака е она 255*7 ~ 1800 K. Не понятно, откуда 14000?

[vika vorobyeva]

Да, интересная складывается картина. Возможно, Земля как планета и не является типичной планетой земного типа, а расположена вблизи верхней границы по массе (а типичной планетой является, например, Марс). И чуть увеличив массу планеты, мы получим океаниду или мини-нептун.
А еще скорее, массы планет различных типов (понимая под типом - химический состав) перекрываются в широком диапазоне значений. И легкий мини-нептун может быть в несколько раз легче тяжелой планеты земного типа.

[Erandir]

Это всё понятно (для меня это точно не требовалось объяснять!)

Я специально писал более попсово, т.к. форум читают люди с разной степенью погружения в тему.

И я согласен с ними, поскольку из всех подтверждённых планет Кеплера, сверхгорячие и плотные - просто меньшинство!

Сверхгорячие – меньшинство всегда, тут понятно. Специфика в том, что если брать планеты с подтверждёнными массами, то получается эффект селекции – короткопериодичные уже взвешены методом лучевых скоростей, более долгопериодические – TTV. Но хитрость-то в том, что компактные многопланетки, где последний метод хорошо работает, состоят в основном из планет с первичными атмосферами разной степени толщины, да и вообще обогащёнными лёгкими элементами. Стаек компактных, хотя бы меньше 1,5 радиусов Земли, планет значительно меньше (при том, что всего таких планет больше, чем радиусом в 2 и тем более 3 Земли). Пока что есть только одна суперземля в узком смысле с эффективной температурой меньше 1000 K – Kepler-36 b, взвешенная как известно при помощи TTV, а (суб)нептунов и океанид наловили уже прилично (к сожалению, в основном, с большой погрешностью в определении массы). Т.е. что бы нормально сравнивать частоты суперземель разного состава холоднее 1000 K у нас просто мало статистики. Но HARPS-N должен рассудить.

[AlexOrex]

Но температура экзосферы зависит, конечно, не только от солнечной постоянной.

То есть порядка 14000К? А может ли температура экзосферы быть выше, чем у фотосферы звезды?

Эффективная температура Земли без учёта парникового эффекта - 255 K, следовательно на 55 Рака е она 255*7 ~ 1800 K. Не понятно, откуда 14000?

Выделил ключевое слово у Olweg'а. У Земли температура экзосферы, насколько помню, порядка 2000К.

[Olweg]

В самой статье приводится температура экзобазы ( основания экзосферы) 55 Рака е - 2230 К. У Земли, если верить Википедии, она равна около 1000 К. Интереснее другое: для Kepler-11 f в статье приведено значение всего 50 К Как сие понимать?

[Olweg]

А еще скорее, массы планет различных типов (понимая под типом - химический состав) перекрываются в широком диапазоне значений. И легкий мини-нептун может быть в несколько раз легче тяжелой планеты земного типа.

Согласен, тоже думаю, что "переходной массы" не существует или, во всяком случае, она выражена неявно. Кеплер-36 b тому хороший пример. Более того, до сих пор ведь ничего не известно о составе этих планет - есть ли там лёд, нет ли его, как они формируются? Даже по gj 1214 b однозначного заключения нет.

[Dayan]

Выделил ключевое слово у Olweg'а. У Земли температура экзосферы, насколько помню, порядка 2000К.

Не уверен, что для экзосферы зависимость такая же.

Сверхгорячие – меньшинство всегда, тут понятно. Специфика в том, что если брать планеты с подтверждёнными массами, то получается эффект селекции – короткопериодичные уже взвешены методом лучевых скоростей, более долгопериодические – TTV. Но хитрость-то в том, что компактные многопланетки, где последний метод хорошо работает, состоят в основном из планет с первичными атмосферами разной степени толщины, да и вообще обогащёнными лёгкими элементами. Стаек компактных, хотя бы меньше 1,5 радиусов Земли, планет значительно меньше (при том, что всего таких планет больше, чем радиусом в 2 и тем более 3 Земли).

Сомневаюсь, но если это так, значит дело в планетогенезе.
Насчёт Kepler-36 b, столь разительного её отличия от Kepler-36 c и возмущённости этой системы, тут вообще непонятная ситуация, видимо из ряда вон. Возможно, оболочка легких элементов была удалена при столкновении Kepler-36 b с чем-то. Может быть твёрдые и относительно не горячие суперземли так и возникают. Вы меня натолкнули на идею, что если компактных систем со скальным составом замечено мало, то почему бы не предположить, что один вид систем (плотноупакованные системы с нептунами) таким образом иногда может переходить в другой вид, при этом процессе теряя свою компактность и компланарность. Но скорее всего здесь ошибаюсь и, кажется, этого недостаточно чтобы объяснить статистику.

Т.е. что бы нормально сравнивать частоты суперземель разного состава холоднее 1000 K у нас просто мало статистики. Но HARPS-N должен рассудить.

Вот поэтому я и искал ту статью Марси про 25 планет, а также написал в ответе #5453, что ждём новых данных.

В самой статье приводится температура экзобазы ( основания экзосферы) 55 Рака е - 2230 К. У Земли, если верить Википедии, она равна около 1000 К. Интереснее другое: для Kepler-11 f в статье приведено значение всего 50 К Как сие понимать?

Может опечатка? В последнее время в статьях частенько допускаются ляпы. Вспомните хотя бы статью про Kepler-20 e, это просто апофеоз.

[L_Pt]

А может ли температура экзосферы быть выше, чем у фотосферы звезды?

Может. Температура экзосферы HD 209458 b (Осириса) достигает 10 тыс. при том, что сама звезда солнцеподобная.
Меряли Хабблом в линии Лайман-альфа.

Температура экзосферы определяется в основном интенсивностью жесткого ультрафиолета и рентгеновского диапазона.  И нагревается чаше всего, соответственно, не фотосферой.
Т.е. когда сравниваются звезды разных классов надо быть очень осторожными.

[L_Pt]

L_Pt, я понял так, что авторы этой новой статьи оценили потери атмосферы и для 55 Рака е тоже, и пришли к выводу, что потери эти, хотя и велики, но позволяют удержать значительную часть атмосферы, если она там изначально была. Можно посмотреть какую-нибудь другую планету, например Кеплер-11 f - у неё вторая космическая ниже земной на несколько процентов, а температуры однозначно выше.

Непосредственные измерения вроде показали:

Помимо планеты 55 Рака b, французские астрономы пронаблюдали и транзит внутренней планеты 55 Рака e. Ничего обнаружить не удалось, из чего был получен верхний предел на скорость истечения водорода из атмосферы этой суперземли – 3 10⁸ г/сек = 300 т/сек.

http://stp.cosmos.ru/index.php?id=1137&tx_ttnews[tt_news]=4201&cHash=ca01c917ea7cc18e826dbec635ffefae
У водородной атмосферы потери бы были на много порядков больше.

[Erandir]

Напишу в эту тему, хотя наблюдается плавное съезжание на кеплериаду:)
Так вот, есть замечательная прошлогодняя статья http://fr.arxiv.org/pdf/1205.0010v2 в которой рассматривалась модель потери лёгких газов (суб)нептунами. Были получены пределы на удержание водорода и гелия и рассчитаны исходя из этого минимальные массы для 53 KOIs радиусом 1.5-4 земных и с эффективными температурами, лежащими в диапазоне 640-1200K. Если эту модель распространить на соседние значения, прежде всего в сторону меньших температур, то для планет с водородно-гелиевыми атмосферами у солнцеподобной звезды получаются приблизительно вот такие пределы масс и радиусов:

Т.о. теоретических запретов на существование субнептунов более лёгких и/или более рыхлых, чем Kepler-11 f не было ещё исходя из прошлогодней модели.

Но кроме вопросов удержания тех или иных веществ, встаёт вопрос их изначального содержания. Ведь не сильно горячая планета, сформировавшаяся на месте, мигрировавшая изнутри от снеговой линии и мигрировавшая из-за неё в каждом варианте будет иметь разный состав. И это если не трогать разную скорость планетогенеза и разный состав дисков:) При том, что мы пока не знаем какой сценарий или сценарии когда работает и как часто.

Но даже если для некой не сильно нагретой суперземли мы получим средний состав между земным и чистым SiO2, это ещё не означает наличия атмосферы «умеренной» толщины и/или льдов, у неё может быть просто маленькое ядро. Конечно, различить такие варианты очень и очень сложно.

Вы меня натолкнули на идею, что если компактных систем со скальным составом замечено мало

Ну, если строго, то для состава нужны массы, но многопланеток, где бы ВСЕ планеты или кандидаты имели размер меньше, допустим 2 земных действительно мало. Также, иногда встречается чехарда а-ля Kepler-20.

то почему бы не предположить, что один вид систем (плотноупакованные системы с нептунами) таким образом иногда может переходить в другой вид, при этом процессе теряя свою компактность и компланарность.

А почему один тип должен превращаться в другой? Распределение у одиночных кандидатов принципиально не отличается от такового у кратных. По крайней мере, при беглом анализе.

Вот поэтому я и искал ту статью Марси про 25 планет, а также написал в ответе #5453, что ждём новых данных.

Возвращаясь к  HARPS-N, который «должен всех рассудить», в его выборке имеется 74 KOIs холоднее 1000 K и радиусом меньше 2 земных. Из них 17 одиночные, 22 входят в двухпланетные системы, 13 – трёхпланетные и 22 – в четыре и более планетные. Это достаточное количество, что бы определить долю богатых лёгкими элементами небольших планет, а также сравнить суперземли из компактных многопланетных систем со всеми остальными. Запасаемся терпением:)

[Erandir]

Стаек компактных, хотя бы меньше 1,5 радиусов Земли, планет значительно меньше

На 11 открытых пока пятипланеток Кеплера есть только 1 система, где все KOIs имеют радиус меньше или равный 2 земным (KOI-904). Среди 44 четырёхпланетных систем, в 11 все KOIs с R≤2 земных (KOI-671, 2722, 571, 245, 2169, 939, 719, 1306, 1432, 2248, 623) и в 4 все KOIs с R≤1,5 земных (KOI-671, 2722, 2169 и 623). Для трёхпланеток - 25 и 10 систем, соответственно, на 112 звёзд.

[oort2117]

А может ли температура экзосферы быть выше, чем у фотосферы звезды?

Может. Температура экзосферы HD 209458 b (Осириса) достигает 10 тыс. при том, что сама звезда солнцеподобная.
Меряли Хабблом в линии Лайман-альфа.

круто! ещё более круто, что рассуждают о температуре экзосферы Осириса. Простите!

[Dayan]

А почему один тип должен превращаться в другой? Распределение у одиночных кандидатов принципиально не отличается от такового у кратных. По крайней мере, при беглом анализе.

Ну вот же Вы писали в качестве конрагрумента:

Но хитрость-то в том, что компактные многопланетки, где последний метод хорошо работает, состоят в основном из планет с первичными атмосферами разной степени толщины, да и вообще обогащёнными лёгкими элементами. Стаек компактных, хотя бы меньше 1,5 радиусов Земли, планет значительно меньше (при том, что всего таких планет больше, чем радиусом в 2 и тем более 3 Земли).

Но тогда вопрос о границе разрешит только RV-метод, и действительно лишних предположений не нужно.

Стаек компактных, хотя бы меньше 1,5 радиусов Земли, планет значительно меньше

На 11 открытых пока пятипланеток Кеплера есть только 1 система, где все KOIs имеют радиус меньше или равный 2 земным (KOI-904). Среди 44 четырёхпланетных систем, в 11 все KOIs с R≤2 земных (KOI-671, 2722, 571, 245, 2169, 939, 719, 1306, 1432, 2248, 623) и в 4 все KOIs с R≤1,5 земных (KOI-671, 2722, 2169 и 623). Для трёхпланеток - 25 и 10 систем, соответственно, на 112 звёзд.

Не думаю, что средняя граница между суперземлями и нептунами лежит около 2 земных радуса, скорее в районе 1.5. Для каких-то отдельных случаев возможны отклонения (в распределении наподобие Гауссова). Но, пока это только моё имхо.

[Erandir]

Ну вот же Вы писали в качестве конрагрумента:

Простите, кажется я теряю нить разговора - спать надо больше... В смысле, почему одно контраргумент ко второму?

Действительно, среди КМС (компактных многопланетных систем) преобладают планеты, сравнимые размером с Нептуном, а не суперземли. Но если взять отдельно распределение, положим, по температурам, этих нептунов и суперземель из КМС, то так что бы сходу разницы в закономерности для них и одиночных кандидатов выявить не вышло. Что касается общего количества, да несмотря на то, что КМС как бы много, одиночных суперземель всё равно больше. При этом, если среди оных суперземель (в Кеплеровском определении ес-сно, а не по массе) есть субпопуляции различного генеза и, соответственно, состава, то без должной статистики по массам этого выявить не удалось. Ровно как и запрета на такой вариант.

[Olweg]

Впервые удалось разглядеть планетарную систему в момент её формирования
http://science.compulenta.ru/735832/
http://arxiv.org/abs/1211.3284

[Аpollo-13]

А что с открытием экзопланет в России? Вроде как даже спутник у экзопланеты мы открыли.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%EA%E7%EE%EB%F3%ED%E0

6 февраля 2012 года российскими астрономами заявлено об открытии первой вероятной экзолуны у планеты WASP-12 b. Астрономы из Пулковской обсерватории в Санкт-Петербурге подтвердили существование экзопланеты, ранее замеченной телескопом Кеплер, а также обнаружили признаки присутствия естественного спутника у другой планеты — горячего юпитера WASP-12 b. Заместитель директора Пулковской обсерватории Александр Девяткин полагает, что кривые изменения блеска звезды в моменты прохождения этой планеты по её диску, полученные за четыре сеанса наблюдений WASP-12 b являются следствием существования у этой экзопланеты естественного спутника. По расчётам учёных, WASP-12 b 1, если действительно существует, имеет гигантские для луны размеры — её радиус составляет 6,4 радиуса Земли или 0,57 радиуса Юпитера. При этом сама экзопланета лишь в три раза больше своего спутника: радиус WASP-12 b составляет 1,74 радиуса Юпитера

[Космический мусор]

А что с открытием экзопланет в России? Вроде как даже спутник у экзопланеты мы открыли.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%EA%E7%EE%EB%F3%ED%E0

6 февраля 2012 года российскими астрономами заявлено об открытии первой вероятной экзолуны у планеты WASP-12 b. Астрономы из Пулковской обсерватории в Санкт-Петербурге подтвердили существование экзопланеты, ранее замеченной телескопом Кеплер, а также обнаружили признаки присутствия естественного спутника у другой планеты — горячего юпитера WASP-12 b. Заместитель директора Пулковской обсерватории Александр Девяткин полагает, что кривые изменения блеска звезды в моменты прохождения этой планеты по её диску, полученные за четыре сеанса наблюдений WASP-12 b являются следствием существования у этой экзопланеты естественного спутника. По расчётам учёных, WASP-12 b 1, если действительно существует, имеет гигантские для луны размеры — её радиус составляет 6,4 радиуса Земли или 0,57 радиуса Юпитера. При этом сама экзопланета лишь в три раза больше своего спутника: радиус WASP-12 b составляет 1,74 радиуса Юпитера

Молодцы, чо... Пожелаем соотечественникам благополучного подтверждения их открытия. Хоть на этой луне будем первыми.
Я с интересом слежу за темой "Открытие новых экзопланет". Молча. Стараюсь не вякать там лишнего, чтобы не насмешить людей своей дремучестью. Но, чем больше я узнаю в этой области, тем сильнее становится мое ощущение, что наша СС - нелепый нестандарт, нонсенс какой-то во Вселенной.