Открытия и исследования экзопланет

[vsf]

Более того, сами авторы открытия говорят, что такие планеты не противоречат теории.

http://compulenta.computerra.ru/universe/astronomy/10009410/

В поисках ответа астрономы прошерстили литературу и выяснили, что в 2011 году группа теоретиков предположила, что из известных на сегодня механизмов образования планет даже тело радиусом в шесть раз больше Земли (то есть практически Кеплер-87 с) может иметь очень низкую массу в 6,4 земной (и опять угадана открытая на два года позже планета) в случае, если примерно 20% её массы приходится на газовую оболочку. Правда, в модели Роджерса и Ко, так близко подобравшихся к параметрам неведомой тогда Кеплер-87 с, температура моделируемой планеты была около 500 К, а ныне открытая экзопланета скорее близка к 400 К, то есть доля атмосферы в её массе должна быть ещё выше.

Так что ИМХО еще лишь один необычный класс планет, как в свое время горячие юпитеры.

[torque_xtr]

Если картинка транзита из статьи - действительно лучшее, что есть, и все расчеты делались на основании таких данных - то это и не только полярные, но и обычные не слишком сильно наклоненные кольца не исключает... Если сама планета имеет сильный наклон и быстро вращается, т.е. имеет сильную сплюснутость, то такие орбиты по отношению к ней вовсе не полярные, а вполне себе экваториальные :-) а такие устойчивы больше, чем полярные орбиты для спутников Земли (к тому же речь о тесной орбите вокруг тяжелой суперземли, даже на внешнем крае предполагаемых колец гравитационный колодец такой же, как на LEO.)

"Там же сила тяжести как на Луне должна быть, если не меньше. При плотной атмосфере"

Дааа, шкала высоты почти в тыщу километров - это фантастично. Представил кучевое облако высотой в 2000 км, какой из него должен идти дождь, и висячие города там. Безпин отдыхает :-) тема для фантастики, вдохновляющая, как мало что в последнее время. Вообще, можно представить себе гелиевый гигант с небольшой примесью кислорода, образовавшийся при убегании водорода и фотодиссоциации воды, если температура на экзобазе и вторая космическая таковы, что атомы водорода уходят, а гелий - еще нет. Точнее, можно было. До открытия Кеплеров- 11f, 87c и 79d. И все же, существование таких, с пригодной для дыхания атмосферой, лунной силой тяжести и шкалой высоты в сотни километров, ничем не запрещено %)

Вообще интересно, что в системе Kepler-11, что в Kepler-87, что в Kepler-79 воздушные суперземли имеют примерно одинаковую скорость убегания - 10 - 11 км/c..

Возможно, дело еще в том, что чисто водородная термосфера при одинаковой инсоляции и доле UV и рентгена имеет много меньшую температуру, чем кислородная, которая хорошо поглощает и плохо излучает. Но даже для 300 К скорость атомов водорода получатся 2,7 км/с, что всего в четверо меньше второй космической упомянутых тел...

[Olweg]

Но ведь Венера и Марс не могут удержать водород? А у этих планет вторая космическая будет ещё меньше.

Сила тяжести, но не вторая космическая!

Вообще интересно, что в системе Kepler-11, что в Kepler-87, что в Kepler-79 воздушные суперземли имеют примерно одинаковую скорость убегания - 10 - 11 км/c..

Тоже обратил на это внимание. Отношение массы к радиусу, определяющее скорость убегания, остаётся примерно равным земному у всех трёх планет. Хотя температурные режимы у них разные...

[vika vorobyeva]

Только, наверное, планеты Кеплера лучше в профильной теме обсуждать, а то запутаемся.

[Андрей Курилов]

Сила тяжести, но не вторая космическая!

Вот где закралась ошибка в моих рассуждениях. Спасибо, что ткнули носом.

[Dayan]

Вот возьмите и подсчитайте, чего гадать? В этой (и параллельной) теме уже не раз приводили статьи с алгоритмами подобных рассчётов (убедитесь, что не так уж и быстро как кажется сбежит).

Как-нибудь потом, ибо лень сейчас искать. Но ведь Венера и Марс не могут удержать водород? А у этих планет вторая космическая будет ещё меньше. А температура даже выше. Даже фотолиза воды не требуется, так как плотность указывает на несвязанные водород и гелий. Тут даже и считать не надо. Это всё равно что если бы у Луны была водородно-гелиевая атмосфера.

Например, в статье об открытии системы Kepler-11, авторы приводят оценку скорости потери водорода из атмосфер для пяти внутренних планет данной системы (напомню, что все эти "воздушные" планеты заметно горячее Меркурия). Она составляет до нескольких миллионов кг/с, т.е. не превышает 0.1 массы Земли за время существования системы (возрастом 8.5 млрд лет). Даже для Kepler-11f, имеющей массу 2 Земные и 2 космическую скорость 10 км/с, подобные потери водорода оказываются некритичными.

Если картинка транзита из статьи - действительно лучшее, что есть, и все расчеты делались на основании таких данных - то это и не только полярные, но и обычные не слишком сильно наклоненные кольца не исключает...

Не знаю как там насчёт картинок, но отношение сигнал/шум суммарной транзитной кривой для Kepler-87c составляет почти 11, а для Kepler-79d - 25. По-моему, присутствие колец было бы хорошо заметно.

Если сама планета имеет сильный наклон и быстро вращается, т.е. имеет сильную сплюснутость

Будет ли планета-суперземля, имеющая период 52 дня и возраст 3.5 млрд лет (или 192 дня и возраст 7-8 млрд лет), так быстро вращаться вокруг оси, чтобы иметь хорошую сплюснутость? Будут ли они иметь достаточно плотные кольца на таких расстояниях от родительких звёзд хотя бы в течение 1% от времени жизни? Очень сомнительно.

Дааа, шкала высоты почти в тыщу километров - это фантастично. Представил кучевое облако высотой в 2000 км, какой из него должен идти дождь, и висячие города там.

Интересно, из чего могут быть облака у таких планет, на которых горячее, чем на Меркурии, но сильно "холоднее", чем на типичном горячем юпитере?

[Андрей Курилов]

Даже для Kepler-11f, имеющей массу 2 Земные и 2 космическую скорость 10 км/с, подобные потери водорода оказываются некритичными.

Однако:

Но системе, в которой находится Кеплер-87 с, 7–8 млрд лет, она намного старше Солнечной. И при такой огромной протяжённости атмосферы гравитация во внешних слоях планеты очень слаба, то есть и водород, и гелий должны интенсивно теряться, как это в своё время случилось с Землёй. Иными словами, на сегодня основные компоненты газовой оболочки Кеплера-87 с должны быть давно и надёжно утеряны, а раз так, то «разбухшей» атмосферы там просто не может быть, как и огромного диаметра «под сто тысяч километров»...
Да чего там, планет с массой меньше десятка земных (они же «суперземли»), содержащих много водорода и гелия, вообще очень мало, а уж таких старых и таких огромных размеров — просто нет. А тут не то что десяти, но даже и семи масс Земли почти наверняка не будет, что делает ситуацию совсем загадочной.

[Dayan]

Однако:

Что однако? Никаких численных оценок в вашей статье я не нашёл, даже в оригинальной статье нет таких оценок. Вы можете в принципе не верить оценкам из статьи, которую я привёл выше, мне вобщем всё равно.

[vika vorobyeva]

Кстати, цитата из статьи:

В поисках ответа астрономы прошерстили литературу и выяснили, что в 2011 году группа теоретиков предположила, что из известных на сегодня механизмов образования планет даже тело радиусом в шесть раз больше Земли (то есть практически Кеплер-87 с) может иметь очень низкую массу в 6,4 земной (и опять угадана открытая на два года позже планета) в случае, если примерно 20% её массы приходится на газовую оболочку. Правда, в модели Роджерса и Ко, так близко подобравшихся к параметрам неведомой тогда Кеплер-87 с, температура моделируемой планеты была около 500 К, а ныне открытая экзопланета скорее близка к 400 К, то есть доля атмосферы в её массе должна быть ещё выше.

То есть существование таких планет все-таки возможно.

[Klapaucius]

А PSO J318.5-22 обсуждается где-нибудь? А то мелькнуло в новостях, причём как не планета, а нечто среднее между планетой и коричневым карликом, и всё. Тем не менее, это похоже однозначно планета:
http://kosmo-apparaty.ru/novosti/101013-pso-j318-5-22.htm
Да к тому же, видимо, является членом небольшого скопления: ru.wikipedia.org/wiki/Движущаяся_группа_звёзд_Беты_Живописца
В этой связи интересно было бы почитать где-нибудь, чем такие группы звёзд отличаются от рассеянных скоплений. Или это то же самое, просто они очень мелкие?

[Olweg]

Быстро распавшееся скопление? Расстояния между ними уже довольно большие - десятки световых лет, хотя возраст максимум 30 млн. лет. У Плеяд, например, около 100 млн.лет, и они остаются компактными. Разные начальные условия...

[Андрей Курилов]

Да к тому же, видимо, является членом небольшого скопления: ru.wikipedia.org/wiki/Движущаяся_группа_звёзд_Беты_Живописца

Значит я был прав - эта планета образовалась по звёздному сценарию.

[vika vorobyeva]

Октябрь оказался богат на микролинзовые планеты

Сегодня в Архиве появилась новая статья об открытии массивной планеты-гиганта у поздней G-звезды в балдже Галактики MOA-2011-BLG-293L. Масса звезды - 0.86 ± 0.06 солнечных масс, масса планеты - 4.8 ± 0.3 масс Юпитера, планету и звезду разделяет расстояние около 1.1 а.е. (в проекции на небесную сферу).
Событие микролинзирования MOA-2011-BLG-293L произошло в 2011 году (как нетрудно понять из названия), но тогда удалось определить только отношение масс планеты и звезды q = 5.3 · 10^-3 и расстояние между планетой и звездой в радиусах Эйнштейна. Ни расстояния до системы, ни точных масс известно не было.
Через год авторы статьи получили снимки окрестностей MOA-2011-BLG-293L на Кеке с помощью системы адаптивной оптики и идентифицировали звезду-линзу (видимая звездная величина линзы в полосе H оказалась равной 19.16 ± 0.13). Соответственно, удалось уточнить массы звезды-линзы и планеты, а также расстояние между ними не в радиусах Эйнштейна, а в астрономических единицах.
Как оказалось, планета находится где-то между обитаемой зоной и снеговой линией. Авторы статьи оценивают ее эффективную температуру в 159-204К (в зависимости от альбедо). Если у нее есть крупные спутники, они могут быть обитаемыми (особенно если учесть их возможную геологическую активность, вызванную рассеянием приливной энергии).

Расстояние до системы - 7.7 ± 0.44 кпк, т.е. звезда действительно в балдже.

http://arxiv.org/pdf/1310.3706v1.pdf

[torque_xtr]

Будет ли планета-суперземля, имеющая период 52 дня и возраст 3.5 млрд лет (или 192 дня и возраст 7-8 млрд лет), так быстро вращаться вокруг оси, чтобы иметь хорошую сплюснутость? Будут ли они иметь достаточно плотные кольца на таких расстояниях от родительких звёзд хотя бы в течение 1% от времени жизни? Очень сомнительно.

Если она или ее спутник перед этим претерпели подходящее столкновение - возможно. Не слишком вероятно, но почему бы и нет? В данных Кеплера и вообще в экзопланетологии уже ловили транзиенты - "испаряющаяся планета" http://arxiv.org/abs/1308.1585 , которой осталось меньше 100 Myr, bd +20307 со следами столкновения в зрелой системе в пределах миллиона лет...

Не знаю как там насчёт картинок, но отношение сигнал/шум суммарной транзитной кривой для Kepler-87c составляет почти 11, а для Kepler-79d - 25. По-моему, присутствие колец было бы хорошо заметно.

Именно, что суммарной. Для всей "чаши" оно  - 11 и 25, соответственно, а для достаточно малых особенностей стенок "чаши", т.е. для отклонения порядка 0,1 от суммарной глубины транзита, имеющего место на времени, сравнимом с экспозицией или  меньшем, чем она (<10000 км между планетой и внутренним краем колец пробегаются за ~< 300 секунд), SNR << 1. Таким образом, кольца не исключены, и даже необязательно полярные.

Другое дело, что оба предположения выглядят натянуто, и кольца, и водородная атмосфера на грани испарения. В оценках скорости испарения запросто могут ошибиться на пол-порядка, даже не считая неопределенностей возраста системы и активности звезды в молодости, а для данных планет это означает "все или ничего" :-)

Интересно, из чего могут быть облака у таких планет, на которых горячее, чем на Меркурии, но сильно "холоднее", чем на типичном горячем юпитере?

Из роев нанорепликаторов с солнечными батареями, ловящих энергию для летающего города киберпанк-машин внизу У таких - нет, о поместить подальше от звезды - и будут водяные :-)

[Dayan]

Если она или ее спутник перед этим претерпели подходящее столкновение - возможно. Не слишком вероятно, но почему бы и нет? В данных Кеплера и вообще в экзопланетологии уже ловили транзиенты - "испаряющаяся планета" http://arxiv.org/abs/1308.1585 , которой осталось меньше 100 Myr, bd +20307 со следами столкновения в зрелой системе в пределах миллиона лет...

100 миллионов - это не 10 тысяч лет. И на поле Кеплера было не слишком большое число постоянно наблюдаемых звёзд, а с транзитными кандидатами в абсолютном отношении - намного меньше.

Именно, что суммарной. Для всей "чаши" оно  - 11 и 25, соответственно, а для достаточно малых особенностей стенок "чаши", т.е. для отклонения порядка 0,1 от суммарной глубины транзита, имеющего место на времени, сравнимом с экспозицией или  меньшем, чем она (<10000 км между планетой и внутренним краем колец пробегаются за ~< 300 секунд), SNR << 1. Таким образом, кольца не исключены, и даже необязательно полярные.

Другое дело, что оба предположения выглядят натянуто, и кольца, и водородная атмосфера на грани испарения. В оценках скорости испарения запросто могут ошибиться на пол-порядка, даже не считая неопределенностей возраста системы и активности звезды в молодости, а для данных планет это означает "все или ничего"

Слишком много допущений: подходящий спутник, подходящее столкновение с подходящим телом, быстрое подходящее вращение планет, недавнее столкновение чтобы кольца были непрозрачными, причём сразу у нескольких кандидатов из общего числа в три тысячи, и т.д.
Нет, однозначно предположение про кольца выглядит гораздо более натянутым, чем о протяжённой атмосфере, к тому же выше vsf и Вика приводили цитаты, что такие "воздушные" планеты возможны, поэтому ставить в один ряд эти предположения для данных случаев мягко говоря некорректно. Я уже приводил оценку скорости потерь атмосферы для таких панет - она несущественна, даже если авторы ошиблись на полпорядка в сторону увеличения скорости потерь, но они могли ошибиться и в другую сторону, во столько же.
По поводу активности во время звёздной молодости - ничто не мешает планетам изначально иметь ещё более мощные атмосферы.

Интересно, из чего могут быть облака у таких планет, на которых горячее, чем на Меркурии, но сильно "холоднее", чем на типичном горячем юпитере?

У таких - нет, о поместить подальше от звезды - и будут водяные :-)

Если бы, да кабы... Вообще-то речь шла о конкретных обсуждаемых планетах, а у них облака из воды толщиной в 2000 км, из которых идут дожди, трудно представимы. А для обсуждения нанорепликаторов на Астрофоруме есть другие разделы, например этот.

[Андрей Курилов]

Значит для планет в диапазоне масс 1-10 земных всё будет зависеть от того, был ли в округе газ на момент формированья или нет. Т.е. планета может остаться как целиком железокаменной, так и преимущественно состоящей из лёгких газов.

[postoronim]

Была передача и там очень интересно и доходчиво рассказывали о формировании планетных систем. На первом этапе возле звезды оказываются сосредоточены твердотельные (плотные) планеты. А водо-газовые располагаются на периферии. Затем происходит разбалансировка за счет столкновений и увеличения масс периферийных планет. Часть из них сваливается ближе к звезде и сталкиваются с твердотельными планетами. Те в результате обретают атмосферу и воду.

[Ssid]

Затем происходит разбалансировка за счет столкновений и увеличения масс периферийных планет. Часть из них сваливается ближе к звезде и сталкиваются с твердотельными планетами. Те в результате обретают атмосферу и воду.

боюсь, что после столкновения водо-газовой с "увеличенной массой" с планетой земного типа - последняя скорее сильно пострадает, нежели обретет атмосферу с водичкой

[postoronim]

Затем происходит разбалансировка за счет столкновений и увеличения масс периферийных планет. Часть из них сваливается ближе к звезде и сталкиваются с твердотельными планетами. Те в результате обретают атмосферу и воду.

боюсь, что после столкновения водо-газовой с "увеличенной массой" с планетой земного типа - последняя скорее сильно пострадает, нежели обретет атмосферу с водичкой

Водогазовые в начале формирования планетной системы могут быть не слишком массивные...

[Ssid]

Водогазовые в начале формирования планетной системы могут быть не слишком массивные...

это с какой же по вашему массы тело, преимущественно состоящее из воды и газа сможет свою целостность поддерживать?
и с какох размеров вы объекты "планетами" называете...

или это просто старая теория о "кометах и астероидах" в ren-tvшной обработке? (с гипертрофией до планетарных масштабов)?