Открытия и исследования экзопланет

[Борислав]

Диаграмма испаряемости экстрасолнечных планет
Доступ к самой статье ограничен, но в абстракте приведены интересные результаты: GJ 436 b, 55 Рака e и HD 69830 b не могут быть газовыми планетами, их плотности должны превышать 0.5 г/см³, а это означает большую долю твердого или жидкого вещества. У GJ 876 d плотность должна быть выше 3 г/см³, иначе УФ родительской звезды (во время вспышек, видимо) ее испарит (испарит весь водород). Это может накладывать ограничение на долю льда в ее составе, можно прикинуть, каково максимально возможное количество.

Полный вариант статьи
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609744

[Olweg]

Спитцер продолжает наблюдать за погодой на экзопланетах:
http://uwnews.washington.edu/ni/article.asp?articleID=29397

На этот раз замерялось тепловое излучение HD179949b, HD209458b и 51 Пегаса. Ни у одной из этих планет при смене фазы температурных вариаций замечено не было! Это значит, что мощные ветры выравнивают температуры на ночном и дневном полушарии, при это средние значения составляет около 925^о С.

[Olweg]

Полный вариант статьи
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609744

Да, пишут, что ни одной планеты не было обнаружено с m*sini между 0.067 и 0.11 массами Юпитера, а это не просто так!

[hele]

Что означает, m*sin i ? Почему не дать просто массу? Во многих книгах встречаю такое обозначение.

[Emil]

Что означает, m*sin i ? Почему не дать просто массу? Во многих книгах встречаю такое обозначение.

Потому что при наблюдениях измеряется именно m*sin i, массу можно найти, только зная i -- угол наклона орбиты планеты к картинной плоскости. Он, как правило, неизвестен. В общем, надо Вам ознакомиться с методикой нахождения планет по колебаниям лучевых скоростей звёзд. Вряд ли имеет смысл её здесь приводить.

[Борислав]

Спитцер продолжает наблюдать за погодой на экзопланетах:
http://uwnews.washington.edu/ni/article.asp?articleID=29397

Вот это результат! Да не иссякнет в баках Спитцера охладитель-жидких гелий!
Две из этих планет не транзитные, теоретически возможно что плоскость орбиты совпадает с картиной (хотя чтобы две сразу - маловероятно ), тогда действительно перепада в ИК не будет, но Озирис то транзитный, значит действительно горячие юпитеры бывают совершенно разные!

[Борислав]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0701242
Очередное опровержение планетной массы у обнаруженной Jayawardhana и Ивановым летом 2006 года низко-массовой двойной Oph 1622-2405 и заявленной как первой двойной каждый член который по массе является планетой. Более детальное изучение спектров объектов показало, что их масса составляет 0.055 и 0.019 масс Солнца вместо первоначальных 0.013 и 0.007 масс Солнца.
Такое радикальное изменение в оценках связанно с тем, что теперь пару относят к более старому населению  области звездообразования Верхний Скорпион 5 млн. лет вместо членства в области Ophiuchus (< 1 млн. лет).

[Борислав]

Что означает, m*sin i ? Почему не дать просто массу? Во многих книгах встречаю такое обозначение.

Можно объяснить без формул. Планеты открытые на основе измерений колебаний лучевых скоростей их родительских звезд открыты благодаря только колебанию одного измерения - лучевой скорости, поэтому две неизвестных - угол наклона орбиты и масса. Планеты же которые откроют астрометрически уже вызывают колебания двух измерений - долготы и широты небесных координат. Поэтому второе обнаружение уже позволяет узнать все параметры системы по законам Кеплера.

[Борислав]

поглядел на сайте Спитцера http://ssc.spitzer.caltech.edu/ сколько всего звезд было обследованно на предмет температурных изменений горячих юпитеров. Скорее всего это программа HOTCOLD (под руководством Hansen).Удивительно что до сих пор нет данных про Tau boo - самый массивный из известных горячих юпитеров в Солнечной окрестности. Нет почему-то и Озириса

51 pegasi    2005-11-30 12:40:56.3
51 pegasi    2005-12-02 14:25:41.3
51 pegasi    2005-12-03 03:51:29.2
51 pegasi    2005-12-03 04:03:52.9
51 pegasi    2005-12-04 15:47:33.6

upsilon andr 2006-02-18 12:53:22.2
upsilon andr 2006-02-20 06:27:44.2
upsilon andr 2006-02-20 20:20:58.7
upsilon andr 2006-02-21 08:06:06.6
upsilon andr 2006-02-22 23:56:04.0

hd179949     2006-05-04 12:02:58.1 
hd179949     2006-05-05 18:48:38.5
hd179949     2006-05-07 08:18:49.6 

hd75289      2006-06-14 19:43:05.6
hd75289      2006-06-16 06:22:24.1
hd75289      2006-06-18 08:49:42.3

tau boo      2006-07-13 07:56:42.9
tau boo      2006-07-14 16:25:52.7
tau boo      2006-07-14 21:31:38.6
tau boo      2006-07-15 09:45:22.1
tau boo      2006-07-16 10:27:40.0

[hele]

Спасибо за ответ о массе.
А у меня уже новый вопрос. Что такое Озирис?

[AAV]

Спасибо за ответ о массе.
А у меня уже новый вопрос. Что такое Озирис?

http://www.allplanets.ru/HD_209458_statya.htm

[Борислав]

Поиски планет у молодых звезд.
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0701293
Совершенно новый класс планет - горячие юпитеры или пегасиды вызвал вопрос об их происхождение, так как низкая плотность (на основе интерференционных наблюдения молодых звезд) не позволяет планетам сформироваться в непосредственной близости от звезды.
Существует два варианта:
1) Миграция во внутрь системы через взаимодействие с диском. В этом случае даже у молодых звезд орбиты планет должны быть скруглены. При этом сценарии около 7% звезд должно иметь планеты более, чем 0.6 Mjupiter в пределах 0.1 AU в конце периода образования (107 в 108 лет)
2) Планет-планет взамодействие.
При этом сценарии у молодых звезд даже горячие юпитеры могут иметь эксцентричные орбиты в возрасте около 107 лет. После 109 лет короткопериодические орбиты скругляются из-за приливных сил.

Для того, чтобы выбрать вариант образования горячих юпитеров нужно поискать планеты у звезд с возрастом между 107 в 108 лет. Форма их орбит должна внести определеннось.
Также можно выяснить много ли планет было уничтожено за первый миллиард лет сравнив их долю со зрелыми звездами. Для уничтожения планет есть несколько вариантов:
- падение на звезду из приливных сил, особенно когда период обращения становиться меньше периода вращения звезды.
- испарение из-за мощных ультрафиолетовых вспышек звезды. Возможно многие горячие Нептуны являются остатками горячих Юпитеров.
Несмотря на значительную трудность при измерении лучевой скорости у молодых звезд авторы выбрали 92 звезды в ассоциациях TWA Hydra [10-30 Myr], Бета Живописца [ 12 Myr], Horologium [10-30 Myr], Tucana [ 40 Myr], IC2391 [30-40 Myr]. На спектрографе HARPS начиная с 2004 года полученно 558 спектров 85 молодых звезд.
Если звезды Т Тельца возрастом в несколько миллионов лет для 50% имеют RV-изменение в 750 ms-1, с jitter до 2-3 kms-1 у звезд с возрастом между 107 на 108 лет у более чем 50% RV-изменения около 100 ms-1. Это позволяет искать планеты с массой Юпитера и орбитальными периодами меньше 10 дней.

В результате из 85 молодых звезд 3 показывают амплитуды между 200 и 400 ms-1 и периодом в несколько дней. Один из них имеет наиболее четкий сигнал в течение уже 1.3 лет (рисунок внизу)  с периодом 5.02 дней. Однако кроме планеты с msin i 0.8 MJupiter остаеться вариант как долгопериодичная активная область. Например в случае Тау V410 звездная активность сохраняла четкую амплитуду в течение 10 лет (Fern.andez et al. 2004; Stelzer et al. 2003)!
Поэтому требуют точные исследования спеткра, а также RV на ИК.

Также выполнена сьемка на северном небе на 2м телескопе Alfred Jensch в Tautenburg. Там наблюдались 46 молодых звезд (Esposito et al. 2006). У большинства возраст сравнимый с Плеядами ( 100 Myr) но некоторые - 300-500 Myr. В этом обзоре был найден только один хороший кандидат с периодом 1.3 дня и амлитудой 51 ms-1. Для 19 звезд мы можем исключить планеты с msin = 1 MJupiter и периодом 10 дней.
Для 8 дополнительных исключены с msin = 5 MJupiter, с таким же периодом. 
В итоге есть 131 проверенных молодых звезд из которых только 4 имеют хороших планетных кандидата. Становиться очевидно, что у молодых звезд наврядли намного больше горячих юпитеров чем у зрелых.
Это говорит о том, что количество уничтоженных планет в период 107-109 лет сравнительно мало.

Этот результат совпадает с другими:
Paulson & Yelda (2006) наблюдали Бета Живописца ( 12 Myr), IC 2391 (30-40 Myr), кинетическую группу Кастор и ассоциацию Большой Медведицы (300 Myr), а также звезды области - 61 звезды в итоге. Они исключили компаньонов этих звезд с массой более, чем один MJupiter и орбитальным периодом короче чем 6 дней. 
Paulson et al. (2004) проверил 98 звезд в Гиадах (700 Myr). Они обнаружили 4 звезды с амплитудой, но после проверки спектров этих звезд три из них могли быть исключены как планетные кандидаты.

[hele]

Вот цитата Вики Воробьевой из раздела "Темы, интересные всем": ситуация такая. У молодых (формирующихся) звезд в 60-70% наблюдается протопланетный диск, который скорее всего превратится в планетную систему (это - оценка сверху).
Но, если я правильно понимаю из сообщения Борислава , далеко не все протопланетные диски превратятся в долгоживущие планетные системы? Сколько процентов из них смогут достичь возраста хотя бы 1 млрд.лет?

[Olweg]

Скорее всего, все.

[Olweg]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0701266
Формирование землеподобных планет у двойных звезд.
Представлены результаты моделирования образования планет в двойных системах с разным соотношением масс, разделением, периастром, эксцентриситетом. В системах с периастром больше 10 ае (как Альфа Центавра) второй компонент практически не оказывает влияния на внутреннюю область системы, где формируются планеты земной группы.
Авторы делают вывод, что примерно в половине двойных систем могут существовать планеты в зоне жизни (и у 10% на P-орбитах, т.е. вокруг обоих звезд).

[Борислав]

http://fr.arxiv.org/abs/astro-ph/0701330
Авторы рассматривают зоны жизни вокруг красных карликов с известными планетами, а также вспышечными красными карликами. Ультрафиолетовое излучение позволяет сформировать на них жизнь. Также вспышки умеренной силы позволяют инициировать биологические процессы.

[Борислав]

Чёрная дыра поглотила космическое тело размером с Меркурий

Результаты исследования, проведённого американскими учёными при помощи рентгеновской обсерватории "Чандра", показали, что гигантская чёрная дыра в центре Млечного пути 60 лет назад поглотила космическое тело, по размерам сопоставимое с Меркурием, сообщает New Scientist. Такие данные подтверждают теорию о том, что время от времени это неактивное образование "питается" купными физическими объектами. Масса самого коллапсара SgrA* в центре нашей Галактики сравнима с массой четырёх миллионов Солнц.
Есть, однако, свидетельства того, что это образование некогда поглощало космические тела намного чаще. Астрономы пришли к такому заключению, изучив в инфракрасном излучении газовые облака, окружающие гигантскую чёрную дыру. Ученые измерили расстояние от дыры до облаков и таким образом выяснили, когда она в последний раз активно "питалась".
До сего момента никто не мог точно сказать, чем является вспышка, происшедшая в районе SgrA*. Бытовала версия, что это всего лишь дождь заряженных частиц. Команда американских учёных, однако, определила, что форма и яркость источника сияния зависят от изменения, происшедшего в форме и составе газовых облаков между 2003 и 2005 годами. По словам исследователей, объектом, поглощённым чёрной дырой, стало газопылевое облако, примерно сопоставимое по массе с Меркурием.
Эти данные вместе с полученной ранее информацией помогают составить карту "рациона" SgrA*. Возможно, каждый такой "приём пищи" случается с периодичностью в 100 лет.
http://science.compulenta.ru/301949/

Планеты образуются из пористых пылевых шаров

Наблюдения с космического телескопа "Хаббл" позволили обнаружить перемешивающиеся пористые частицы, кружащие вокруг звезды. Благодаря этому открытию учёные надеются объяснить, каким образом межзвёздная пыль слипается и формирует планеты. Около звёзд обнаруживают много зародышей планет и сами планеты, однако в настоящее время все стадии процесса планетообразования не известны.
Обнаруженные пористые образования почти в десять раз больше частиц пыли и почти на 97% состоят из пустот и на 3% - из твёрдого материала. Обследованная звезда является красным карликом, расположенным на расстоянии 32 световых лет от Земли, возраст объекта составляет 12 миллионов лет.
Газопылевой диск вокруг звезды обследовался астрономами усовершенствованной обзорной камерой телескопа "Хаббл" через поляризационный фильтр, блокирующий основную часть света, исходящего непосредственно от звезды. Благодаря этому на полученных изображениях виден свет, который отражается от газопылевого диска вокруг звезды.
Анализируя полученную информацию, учёные оценили показатель преломления частицами света. Это позволило узнать характеристики частиц, составляющих этот диск, в частности, их размер и форму, а также пористость, так как показатель преломления зависит как от самого материала, так и количества пустот в нём.
По мнению исследователей, достигая определённого размера, пористые шары разрушаются, и затем их осколки сталкиваются с другими, такими же пористыми объектами и формируют более плотные образования. По предположению, выдвинутому в 2005 году, основной регион зарождения планет находится на расстоянии около 4,6 миллиарда километров от звезды, где вероятность столкновений шаров слипшейся пыли наиболее велика.
Новое исследование должно помочь составить более точные модели формирования планет в звёздных системах, так как масса пористых объектов является функцией квадрата их радиуса. В большинстве же исследований масса пылевых частиц принималась пропорциональной кубической функции радиуса частицы, сообщает Space.com.
http://science.compulenta.ru/301791/

[Olweg]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0606009
Распределение экзопланет по массе-эксцентриситету: свидетельство разных механизмов формирования?
У экзопланет с массами больше 4 юпитеров орбиты в среднем более вытянуты. Вопрос почему неоднократно уже обсуждался в этой теме. Авторы статьи предполагают, что такие планеты могли образоваться при фрагментации облака и потом мигрировать ближе к звезде (и должен существовать нижний предел масс для них). Более массивные бурые карлики остаются на большом удалении от центральной звезды, этим объясняется их дефицит во внутренних областях (brown dwarf desert).

Для справки привожу здесь собственную оценку распределения систем с долгопериодичными планетами (период больше года без дополнительных короткопериодичных массивных планет). За основу взяты расчеты систем на systemic. В случае двух компонентов с T > 1 года учитывалась планета с наибольшими msin i и e. З системы не включены: 47 Б.Медведицы (неопределенность с внешним компонентом), HD89307 (слишком мало наблюдений), и HD10697 (это бурый карлик).
Можно сравнить с предыдущей оценкой:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,8397.msg348679.html#msg348679

[Борислав]

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0606009
Более массивные бурые карлики остаются на большом удалении от центральной звезды, этим объясняется их дефицит во внутренних областях (brown dwarf desert).

Да их и на средних дистанциях (10-500 а.е.) очень мало будет, как и массивных планет (больше 5 масс Юпитера)

Здесь собирал статистику по всем БК у звезд открытыми фотографически
https://astronomy.ru/forum/index.php?action=dlattach;topic=17103.0;attach=52415

[Olweg]

Они как раз об этом пишут: "Если у ~1% звезд есть сверхмассивные планеты ближе 5 ае, то у сравнимого числа звезд должны быть планеты и БК за пределом 30 ае... В общем, БК и планеты с массами больше 5 Ю часто встречаются в молодых скоплениях (примерно 10% общего состава). Такие объекты довольно редко являются удаленными компаньонами солнцеподобных звезд (у 1%, а в тесных скоплениях еще меньше из-за приливов)." Дальше приводится еще пример Эпсилон Индейца, как одной из ближайших звезд, делается вывод, что БК и планет на удаленных орбитах достаточно для объяснения количества "мигрантов".
Как альтернатива, приводится и вариант грав.нестабильности в диске, хотя чем он их не устраивает, я так и не понял.