Открытия и исследования экзопланет

[NayaD]

Я думаю, неважно, в каком агрегатном состоянии находится вещество, важен его химический состав. И Титан, и Ганимед (например) – небольшие океаниды (по английски water worlds, водные миры). И Плутон туда же. И если планета горячая, и вся ее вода находится в состоянии пара, флюида и высокотемпературного льда – она все равно океанида (водный мир).
Температура может играть роль второй координаты, мы без нее все равно не обойдемся. Горячая океанида, холодная океанида...

Я думаю агрегатное состояние важно. Уран и Нептун, в которых по массе преобладает вода, не океаниды, а прототип класса "нептуны".
Мининептуны могут более чем на 90% по массе состоять из металлов и силикатов – т.е. в данном случае химсостав отходит на второй план. Теперь, как известно, они могут почти вовсе не иметь водорода и гелия, и даже воды. И они всё равно остаются мининептунами. К примеру, согласно наиболее поздним исследованиям первого известного человечеству транзитного мининептуна GJ 1214 b, основным компонентом его внешней оболочки может являться углекислый газ.
Атмосфера L 98-59 d, по-видимому, содержит сероводород и другие соединения серы.
K2-18 b – тоже скорее всего мининептун, а не океанида, хотя находится в зоне обитаемости своей звезды. Именно из-за флюидов и высокотемпературных форм воды под плотной атмосферой.

Если выделять отдельно от мининептунов горячие океаниды, тогда придётся менять само определение "мининептуна", а также выделять отдельным образом планеты без водорода и/или воды (скажем, GJ 1214 b больше не называть мининептуном). Тогда мы ещё больше запутаемся, и получается, что при открытии планет с низкими плотностями использовать термин "(мини)нептун" вообще станет некорректно до тех пор, пока не будет определён химсостав планеты методом трансмиссионной спектроскопии, а если хотим применить термин, то тогда сразу при открытии необходимо исследовать химсостав, но это не представляется возможным. Я против такого выделения.

Вместо такого выделения, предлагаю называть "океанидами" только относительно холодные планеты со значимым количеством воды без существенного парникового эффекта, где может существовать обычная жидкая вода и/или обычный лёд (и под ними льды 5, 6 или 7 – низкотемпературные льды высокого давления, не проявляющие свойств плазмы, и больше похожие на обычный лёд I_h). Если есть пар и сверхкритическая вода, то это уже не океанида. А что – зависит от количества летучих. Когда Земля через миллиард лет из-за увеличения светимости Солнца скатится в парниковый ад, она как не была, так и не станет океанидой (мало воды), но также не будет и мининептуном (оболочка из сверхкритической воды конечно будет, но она не расплавит кору с мантией, не станет растворять силикаты). А будет всё ещё относиться к землям (влажным аналогам Венеры).

И если планета горячая, и вся ее вода находится в состоянии пара, флюида и высокотемпературного льда – она все равно океанида (водный мир).

а тут уже неоднозначность. это уже скорее подкласс нептунов (горячий мини-нептун?)...
хотя опять же, если под этим флюидом и льдами имеется четкая граница литоферы — тогда это таки океанида, а не нептун?
или всё-таки нептун?

Можно посмотреть на фазовую диаграмму воды из вот этой статьи (в прикреплении).
Область льда 7, который похож на обыкновенный лёд I_h охватывает температуры ниже 1000 K, т.е. на водных планетах его существование возможно только при тонких атмосферах без существенного парникового эффекта (с атмосферой примерно как у Земли или Венеры по давлению). При больших давлениях (и температурах) после сверхкритической воды появляются ионная и суперионная фаза, в которых могут свободно перемещаться ионы или протоны (по-другому суперионную воду называют льдом 18).
Лёд 10, значительно более экзотическая форма воды, чем лёд 7, возможен только в узком пространстве параметров планеты, и если нет примесей других веществ, например метана и аммиака. Практически же вместо льда 10 существует сверхкритический раствор.

Таким образом, если планета содержит достаточное количество воды, и при этом нагретая, то она относится к (мини)нептунам. Если она нагрета слабо, имеет обычную воду или лёд на поверхности, то это океанида.


P.S. Кстати, предлагаю писать "мининептуны" слитно. По аналогии с терминами "миниземля", "суперземля", "субнептун", а не через дефис калькой с английских терминов "Super-Earth", "Mini-Neptune", "Sub-Neptune".

[7ercury12M]

предлагаю писать "мининептуны" слитно

ну я через дефис написал, потому что при попытке это выговорить у меня сама собой получается пауза...

Таким образом, если планета содержит достаточное количество воды, и при этом нагретая, то она относится к (мини)нептунам. Если она нагрета слабо, имеет обычную воду или лёд на поверхности, то это океанида.

согласен. итак:
— земли — литосфера (каменная, не криосфера!) выходит на поверхность (первая граница раздела фаз с атмосферой) хотя бы в виде [неплавающих] островов или возвышений ледников (Земля в периоды оледенений);
— океаниды — толщина жидкой или ледяной оболочки заведомо не позволяет сколь-нибудь существенно проявиться на её поверхности рельефу от литосферы, но сама граница литосферы имеется, и вплоть до неё гидро/криосфера не переходит в экзотические состояния.
теперь надо понять, куда относить:
— Венеру с её океаном СКФ СО2;
— считать ли нептуном объект с хотя бы одной "поверхностью": границей атмо с "гидро" до центра (без лито), или с лито, но выше — плавный переход атмо в гидро без чёткой границы...

[NayaD]

согласен. итак:
— земли — литосфера (каменная, не криосфера!) выходит на поверхность (первая граница раздела фаз с атмосферой) хотя бы в виде [неплавающих] островов или возвышений ледников (Земля в периоды оледенений);
— океаниды — толщина жидкой или ледяной оболочки заведомо не позволяет сколь-нибудь существенно проявиться на её поверхности рельефу от литосферы, но сама граница литосферы имеется, и вплоть до неё гидро/криосфера не переходит в экзотические состояния.

В океанидах под слоем воды или льда могут существовать высокобарные модификации воды – лёд 2, 3, 8, 5, 6, 7, которые могут существовать при сравнительно низких температурах и давлениях. Они куда больше похожи на обычный поверхностный лёд, чем лёд 18 (суперионная вода) в нептунах, больше напоминающий плазму, и формирующий магнитное поле планеты.
Но исключено присутствие сверхкритической воды, льда 10, ионной и суперионной фаз, иначе это нептун.

теперь надо понять, куда относить:
— Венеру с её океаном СКФ СО2;
— считать ли нептуном объект с хотя бы одной "поверхностью": границей атмо с "гидро" до центра (без лито), или с лито, но выше — плавный переход атмо в гидро без чёткой границы...

Венера относится к землям. У неё очень тонкая атмосфера по меркам (мини)нептунов – её сверхкритический флюид не плавит кору, тем более не растворяет камни.
С нептунами – по определению, сверхкритический флюид из летучих, давления и температуры в котором достаточно, чтобы поддерживать расплавленной мантию из тугоплавких веществ. Имеем две соприкасающиеся среды – сверхкритический флюид в основном из летучих веществ, и мантийную жидкость в основном из тугоплавких веществ, и чем выше давление и температура вблизи этой границы, тем эффективнее растворение их друг в друге. Поскольку оболочка из летучих хорошо удерживает внутреннее тепло, на некоторой глубине магматический океан сам становится сверхкритическим, растворяющим уже и железо ядра (см., например, эту статью).

Мининептуны могут перейти в класс суперземель: например, если внешняя оболочка из летучих подвергается эрозии от родительской звезды, то давление, а следовательно, и температура в нижнем слое летучей оболочки могут упасть настолько, что начнётся затвердевание магматического океана. Как только это случается, планета становится суперземлёй – атмосфера уже прилично истощена, хотя всё ещё гораздо мощнее венерианской (быть может даже более чем на порядок, но по сравнению с общей массой планеты это уже мизер), и вместо двух жидкостей с переходным слоем появляется чёткая граница двух фаз – жидкой и твёрдой.

[MeD]

Венера относится к землям. У неё очень тонкая атмосфера по меркам (мини)нептунов – её сверхкритический флюид не плавит кору, тем более не растворяет камни.

У неё скорей неподходящий состав.
Для растворения силикатов в воде достаточно нескольких сотен атмосфер и нескольких сотен градусов - хоть и флюид но даже на Земле в глубинах такого полно. А вот углекислота не растворяет.