A A A A Автор Тема: Типы экзопланет  (Прочитано 22561 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 349
  • Рейтинг: +342/-18
    • Show only replies by vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Типы экзопланет
« : 28.04.2007 [16:52:29] »
Перед окончательным переходом сайта allplanets на новую сетку типов экзопланет предлагаю обсудить их здесь (вдруг вылезут какие-то баги) :)

Попробовала уложить все типы (как уже открытые, так и еще нет) на плоскости log(Mp) - log(R/Rэф). Масса Юпитера принята за единицу (соответственно, логарифм его массы - за ноль). R - большая полуось орбиты (или - фактическое расстояние экзопланеты от звезды), Rэф - радиус эффективной земной орбиты.

Пояснения.
Грубо разделила планеты по массам на 3 типа: планеты-гиганты (юпитеры), малые гиганты (нептуны), планеты земного типа. Насколько это оправданно, пока не знаю. Возможно, между планетами земного типа (типичная масса - масса Марса) и нептунами необходимо вклеивать планеты с массами 2-8 земных (океаниды?). Но пока не хочется множить сущности помимо необходимых.

По степени нагрева разделила планеты так (на примере гигантов): горячие юпитеры - ближе 0.1 Rэф, очень теплые юпитеры - 0.2-0.4 Rэф, голубые гиганты - 0.5-0.9 Rэф, водные гиганты - 0.9-1.5 Rэф, ГА-гиганты 2-4.5 Rэф, аммиачные гиганты 5-10 а.е. и т.д.

я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

bob

  • Гость
Re: Типы экзопланет
« Ответ #1 : 28.04.2007 [19:30:44] »
Вика, спасибо. Там только для гиперземель надо поправить - они "водные". Буква выпала. СуперМарс - это, я полагаю что-то вроде Фаэтона, если бы его при родах не ликвидировала близость Джупа?

Оффлайн Olweg

  • *****
  • Сообщений: 9 876
  • Рейтинг: +135/-4
    • Show only replies by Olweg
Re: Типы экзопланет
« Ответ #2 : 28.04.2007 [20:27:14] »
Очень полезная диаграмма. К сожалению, классификация пока - это работа "вслепую" - о физ. свойствах многих планет можно только догадываться. Тем интереснее будет потом проверить теоретические выкладки :)

Несколько замечаний и просто общих размышлений.
Названия "водные" и "аммиачные" гиганты, на мой взгляд, стоит изменить. Тем более что есть еще и "ледяные" гиганты, где речь идет об основном составе. А в первых двух случаях лишь о верхних слоях облаков. Правда, хороших альтернатив не вижу.

Деление океаниды/земли, скорее всего, не зависит от массы и расстояния до звезды, во всяком случае, не прямо. Легкие горячие планеты теряют воду, но в остальных случаях все определяют случайные условия формирования. Могут существовать и тяжелые "сухие" планеты. При массе ~30 земных планеты на любом расстоянии от светила будут "нептунами" с довольно массивной водородной оболочкой. Термин "океаниды", наверное, лучше применять к тем планетам, где есть фазовый переход между жидкостью и атмосферой, хотя по составу и Нептун и Уран можно назвать "суперокеанидами".

Еще по мелочи ;):
Супервенеры - просто венеры? (по массе попадают)
Вертикальная ось - log(R/Rэф)
Никогда не приписывайте злому умыслу то, что вполне можно объяснить глупостью. © Бритва Хэнлона

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 349
  • Рейтинг: +342/-18
    • Show only replies by vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Re: Типы экзопланет
« Ответ #3 : 02.05.2007 [17:46:01] »
Вика, спасибо. Там только для гиперземель надо поправить - они "водные". Буква выпала. СуперМарс - это, я полагаю что-то вроде Фаэтона, если бы его при родах не ликвидировала близость Джупа?

Спасибо за замечание, делала впопыхах и опечаталась :)

Да, Супермарс - нечто среднее между Марсом и Фаэтоном :) При средних температурах ~ -100C весь углекислый газ вымерзнет и инеем покроет поверхность, а основной атмосферной составляющей окажется азот. Планета, по идее, должна отличаться высоким альбедо. При значительной массе плотность и атмосферное давление должны быть приличными, на уровне нескольких атмосфер. При высоком содержании серы в вулканических породах возможен снег из оксида серы или сероводорода, как на Ио - температура плавления SO2 -75C (при 1 атм.), H2S - -87C. В принципе, возможно даже присутствие на поверхности этих веществ в жидком виде (если давление позволит).
Впрочем, при высоком содержании серы в коре такой планетки эта сера обязательно осядет на поверхности и придаст ей желтовато-оранжевый цвет (опять же напоминая Ио) :)

Olweg`у отвечу завтра :)
« Последнее редактирование: 02.05.2007 [17:47:35] от vika vorobyeva »
я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 349
  • Рейтинг: +342/-18
    • Show only replies by vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Re: Типы экзопланет
« Ответ #4 : 03.05.2007 [11:09:23] »
Названия "водные" и "аммиачные" гиганты, на мой взгляд, стоит изменить. Тем более что есть еще и "ледяные" гиганты, где речь идет об основном составе. А в первых двух случаях лишь о верхних слоях облаков. Правда, хороших альтернатив не вижу.

Аммиачные, водные и т.п. - по составу верхнего слоя облаков. Именно этот слой облаков (или его отсутствие) будет определять спектр планеты и ее внешний вид из космоса (альбедо).
То есть можно уже сейчас сказать с приличной степенью достоверности, что планета-гигант с массой больше 100 масс Земли (а значит, примерно со звездным химическим составом) на расстоянии 8-10 Rэф будет выглядеть примерно как Сатурн (аммиачные верхние облака, светло-бежевая окраска, высокое альбедо).
Та же планета на расстоянии 1-1.5 Rэф будет окутана облаками из водяного льда, что тоже дает надежду на высокое альбедо (вплоть до 90%) и возможность обнаружить такую планету, например, прямым получением ее изображения. Правда, тут степень достоверности описания планеты существенно ниже :)

Деление океаниды/земли, скорее всего, не зависит от массы и расстояния до звезды, во всяком случае, не прямо. Легкие горячие планеты теряют воду, но в остальных случаях все определяют случайные условия формирования. Могут существовать и тяжелые "сухие" планеты.

Это, кстати, вопрос - насколько "пекулярным" может быть состав планет. Я грубо считаю, что у всех планет он звездный за вычетом (возможно) легкой фракции. То есть если перед нами планета земного типа, то она выглядит как Меркурий, Венера или Земля, и можно мысленно помещать Меркурий на расстояние эффективной земной орбиты (и получить Луну), или Венеру ближе орбиты Меркурия (и получить раскаленную планету с атмосферой из угарного газа и азота, затянутую органическим смогом). Но мы никак не получим ни "фторную" планету, ни планету из алмазов, ни какую-нибудь другую экзотику :)
В этом смысле "тяжелая сухая планета" конечно возможна - если в ней, допустим, 5-7 масс Земли и она очень близко к звезде. Но планета в 5-7 масс Земли на орбите Земли должна быть "мокрой" (возможно, очень мокрой - вообще без суши) :)
я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

bob

  • Гость
Re: Типы экзопланет
« Ответ #5 : 03.05.2007 [12:29:10] »
Спасибо за замечание, делала впопыхах и опечаталась :)

Да, Супермарс - нечто среднее между Марсом и Фаэтоном :) При средних температурах ~ -100C весь углекислый газ вымерзнет и инеем покроет поверхность, а основной атмосферной составляющей окажется азот. Планета, по идее, должна отличаться высоким альбедо. При значительной массе плотность и атмосферное давление должны быть приличными, на уровне нескольких атмосфер. При высоком содержании серы в вулканических породах возможен снег из оксида серы или сероводорода, как на Ио - температура плавления SO2 -75C (при 1 атм.), H2S - -87C. В принципе, возможно даже присутствие на поверхности этих веществ в жидком виде (если давление позволит).
Впрочем, при высоком содержании серы в коре такой планетки эта сера обязательно осядет на поверхности и придаст ей желтовато-оранжевый цвет (опять же напоминая Ио) :)

Olweg`у отвечу завтра :)
Столь крупная планета может иметь внутренний источник энергии, занимающий среднее положение между Землёй и планетой-гигантом. Так что, в отличие от Марса, её поверхностная температура может определяться не столько приходом энергии извне, сколько её поступлением изнутри. Тогда углекислота не вымерзнет. Даже на Земле, без притока солнечной энергии, температура поверхности не может падать, в среднем, ниже -30-50 по Цельсию.

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 349
  • Рейтинг: +342/-18
    • Show only replies by vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Re: Типы экзопланет
« Ответ #6 : 03.05.2007 [13:05:26] »
Столь крупная планета может иметь внутренний источник энергии, занимающий среднее положение между Землёй и планетой-гигантом. Так что, в отличие от Марса, её поверхностная температура может определяться не столько приходом энергии извне, сколько её поступлением изнутри.

Это вопрос тонкий. Далеко не всякая планета-гигант имеет внутренний источник энергии (например, Уран его не имеет). Однако предположим, что с увеличением массы планеты земного типа растет и вулканическая активность (что вполне разумно, учитывая рост геологической активности в ряду Луна - Марс - Земля).
Что это нам даст? Развитый базальтовый вулканизм и дегазацию недр. Плотную атмосферу из углекислого газа. Много льда на поверхности. Впрочем, лед может быть отчасти засыпан пылью, как на современном Марсе.
Интереснее другое :) Если углекислотная атмосфера будет достаточно плотной, а температуры на поверхности достаточно низкими, то CO2 может находиться в жидком состоянии и формировать что-то вроде гидросферы (хотя бы на уровне Титана). Тройная точка углекислого газа - -57С и 5.2 атм., соответственно, при температурах -50 - -20С и давлении несколько десятков атмосфер это вполне возможно :)
Но при температурах ~ -100C и ниже углекислый газ все же вымерзнет, и атмосфера станет азотной. Вопрос с серосодержащими веществами в составе такой планеты остается открытым.
я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

Оффлайн Olweg

  • *****
  • Сообщений: 9 876
  • Рейтинг: +135/-4
    • Show only replies by Olweg
Re: Типы экзопланет
« Ответ #7 : 03.05.2007 [20:44:12] »
Это, кстати, вопрос - насколько "пекулярным" может быть состав планет. Я грубо считаю, что у всех планет он звездный за вычетом (возможно) легкой фракции.
Для планет земной группы это слишком приближенно. По тяжелым веществам - да, состав должен быть близок к звездному. То есть пропорции примерно те же, что и у центральной звезды. "Железный" Меркурий этому как будто противоречит, но недавно где-то промелькнула теория срыва его мантии при касательном импакте, то есть разница в нагреве исходного в-ва тут скорее всего ни при чем. То же и с дефицитом железа на Луне. А вот обогащенность летучими в-вами - разными льдами (водяным прежде всего, конечно) - очень сильно зависит от полуоси орбиты. По сути, все внутренние планеты должны бы быть сухими. Вода на Земле могла образоваться из "местных" гидратов, но до какой степени, пока неясно. Она может быть и внешнего происхождения - из внешней области пояса астероидов, где водяной пар уже конденсируется (из-за "снеговой линии"). В любом случае при отсутствии магнитного поля даже тяжелая планета может повторить историю Венеры и потерять всю воду.

Насчет пекулярности я согласен - конечно, базовые в-ва везде одни и те же (SiO2, CO2, Fe, H20 и т.п.). Об атмосферах из фтора и хлора можно забыть. А вот с алмазными планетами не все так просто:
http://www.ng.ru/science/2005-06-08/15_almazy.html ;)
« Последнее редактирование: 03.05.2007 [20:48:49] от Olweg »
Никогда не приписывайте злому умыслу то, что вполне можно объяснить глупостью. © Бритва Хэнлона

Оффлайн Olweg

  • *****
  • Сообщений: 9 876
  • Рейтинг: +135/-4
    • Show only replies by Olweg
Re: Типы экзопланет
« Ответ #8 : 03.05.2007 [21:21:11] »
Интереснее другое :) Если углекислотная атмосфера будет достаточно плотной, а температуры на поверхности достаточно низкими, то CO2 может находиться в жидком состоянии и формировать что-то вроде гидросферы (хотя бы на уровне Титана). Тройная точка углекислого газа - -57С и 5.2 атм., соответственно, при температурах -50 - -20С и давлении несколько десятков атмосфер это вполне возможно :)
Тоже сегодня подумалось: а какие еще (гидро)сферы возможны, кроме водяной и метановой? Вряд ли они единственно возможные, или нашей системе очень повезло, раз мы имеем обе сразу. Аммиачная отпадает, но возможна водно-аммиачная при очень низких температурах. "Снеговая линия" аммиака примерно в два раза дальше водной (6 ае vs 3 ае), так что на каких-нибудь супертитанах, разогретых парниковым эффектом, могут существовать океаны из такой смеси. К сожалению, только глобальные и очень глубокие, учитывая ледянистый состав внешних планет. Так что аммиачные реки и моря отпадают.

Азот может сжижаться (в титановых морях растворен небольшой процент), но поскольку сама атмосфера внешних планет азотная, стабильность такой "нитросферы" под вопросом (хотя почему бы и нет). Можно представить планеты с гравитацией достаточной, чтобы удержать слабые вторичные водородные атмосферы, где водород образуется при фотолизе метана. В таких условиях азот может сжижаться полностью. Углекислота же может полностью конденсироваться наоборот, в плотной азотной атмосфере. Жаль, что у нас нет массивной планеты на месте пояса астероидов и мы не знаем типичный состав атмосфер в таких мирах.

Ну, еще экзотика из SO2 и SiO2. Серу Вы уже упомянули, а кремень может плавится на сверхгорячих землях.
« Последнее редактирование: 03.05.2007 [21:22:48] от Olweg »
Никогда не приписывайте злому умыслу то, что вполне можно объяснить глупостью. © Бритва Хэнлона

Оффлайн Тромбон

  • ***
  • Сообщений: 110
  • Рейтинг: +0/-0
  • Голубое солнце на жёлтом небе
    • Show only replies by Тромбон
Re: Типы экзопланет
« Ответ #9 : 04.05.2007 [01:29:03] »
Только во я не понял: а что такое ГА-гиганты?
И вы, наверное, перепутали "голубые гиганты" с серными.
И есть у меня такая идея: в поясе между водными и аммиачными гигантами могут существовать фтороводородные гиганты. А в промежутке между водными и серными гигантами - гидразиновые гиганты (у гидразина кипение 114 С).
И я не понял - почему невозможна аммиачная гидросфера?
К тому же на планетах с большой гравитацией запросто может быть атмосфера и селеноводородная, и даже теллуроводородная, и фосфиновая. Могут попадаться даже силановые гиганты.
Я люблю смотреть на звёзды через микроскоп, и рассматривать клетки животных через телескоп.
Я сплю днём, а бодрствую ночью.
Я люблю отдыхать на пляже зимой, а летом - кататься на лыжах.
В моей жизни всё наоборот.
Поэтому я называю мой родной город Йиксвокуж.

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 349
  • Рейтинг: +342/-18
    • Show only replies by vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Re: Типы экзопланет
« Ответ #10 : 04.05.2007 [11:25:36] »
Только во я не понял: а что такое ГА-гиганты?
И вы, наверное, перепутали "голубые гиганты" с серными.

ГА-гиганты - гидросульфидноаммониевые (с внешними облаками из гидросульфида аммония NH4SH. Именно этим веществом сложены облака Юпитера в поясах, и именно оно придает поясам Юпитера бежевый цвет (из-за частичного фотолиза с выделением элементарной серы).

Насчет голубых и серных гигантов.
Идея серных гигантов как класса планет-гигантов, расположенных в районе эффективной орбиты Венеры, была мною содрана у Джона Ватмоуга, создателя сайта Extrasolar Visions :) Однако это чистое заблуждение. Серная кислота - сильный окислитель, и не может существовать в среде горячего водорода - сильного восстановителя. Поэтому в атмосферах планет-гигантов облаков из серной кислоты не будет. Такие облака могут возникать только в нейтральной (азотной) или в окислительной (углекислый газ) атмосфере.
Поэтому на эффективной орбите Венеры планета-гигант вообще не будет иметь облаков вблизи "поверхности" (там, где оптическая толщина газа ~1). Толстый слой прозрачного газа из-за релеевского рассеяния света окрасит видимый диск такой планеты в серо-голубой цвет подобно дискам Урана и Нептуна (там похожая картина: внешний слой облаков расположен на глубине около 3 атм., и рэлеевское рассеяние света в прозрачном воздухе подкрашивает эти планеты синим). Отсюда название - голубые гиганты.

И есть у меня такая идея: в поясе между водными и аммиачными гигантами могут существовать фтороводородные гиганты. А в промежутке между водными и серными гигантами - гидразиновые гиганты (у гидразина кипение 114 С).

Это вряд ли :)
Для того, чтобы некое вещество сформировало облака, необходимо, чтобы парциальное давление его паров превысило давление насыщенных паров этого вещества при данной температуре. Грубо говоря, вещества должно быть достаточно много! Например, водяной пар в земном воздухе присутствует всегда, но отнюдь не всегда он образует туман (облака) :)
Фтор - элемент достаточно редкий. На Солнце его на 4 порядка меньше, чем кислорода. Поэтому воды в Солнечной системе полно, а фтороводорода почти нет. К тому же HF - кислота, и будет реагировать с распространенными металлами (натрий, железо и пр.) с образованием солей. Не должно быть фтороводородных облаков в атмосферах планет-гигантов! :)
Похожая ситуация с гидразином. Гидразин в очень незначительных количествах образуется при фотолизе аммиака. Однако при подавляющем преобладании водорода много гидразина не накопится (в атмосфере Юпитера его меньше 10-7 по числу частиц).

В природе существует далеко не все, что мы можем придумать :)
я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 349
  • Рейтинг: +342/-18
    • Show only replies by vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Re: Типы экзопланет
« Ответ #11 : 04.05.2007 [11:36:39] »
По сути, все внутренние планеты должны бы быть сухими. Вода на Земле могла образоваться из "местных" гидратов, но до какой степени, пока неясно. Она может быть и внешнего происхождения - из внешней области пояса астероидов, где водяной пар уже конденсируется (из-за "снеговой линии").

Читала, что вулканические газы земных вулканов более чем на 50% состоят из водяного пара, а на втором месте - углекислый газ. То есть гидросфера Земли вполне может быть и местного происхождения. Тут возникает вопрос, куда делась вода с Венеры ::)
я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

bob

  • Гость
Re: Типы экзопланет
« Ответ #12 : 04.05.2007 [11:54:29] »
Она высохла. :) Шутка. Скорее всего, дело в специфическом составе различных участков протопланетного диска. Воды там могло не быть. То есть, её вымело излучением Солнца и солнечным ветром ещё при образовании планеты. Она "высохла" там, когда Венеры ещё не было в проекте. :) Мне так представляется.

Оффлайн Дмитрий Вибе

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 18 026
  • Рейтинг: +505/-52
  • Дети любят бутерброд с маргарином!
    • Show only replies by Дмитрий Вибе
    • Персональная страница
Re: Типы экзопланет
« Ответ #13 : 04.05.2007 [12:14:17] »
Скорее всего, дело в специфическом составе различных участков протопланетного диска. Воды там могло не быть. То есть, её вымело излучением Солнца и солнечным ветром ещё при образовании планеты.

Это вряд ли. Пока имеющиеся данные как по Солнечной системе, так и по другим дискам указывают на весьма эффективное перемешивание вещества во внутренних одном-двух-трех десятках а.е. Поэтому химический состав должен был быть вполне однороден. Да и трудно представить, чтобы выметание имело 100-процентную эффективность на орбите Венеры и сразу нулевую эффективность на орбите Земли. (100% и 0% -- это, конечно, преувеличение, но для наглядности сойдет.)
Было бы ошибкой думать.

bob

  • Гость
Re: Типы экзопланет
« Ответ #14 : 04.05.2007 [12:24:15] »
Возможно. Честно говоря, не в курсе гипотез относительно химизма Венеры.

echech

  • Гость
Re: Типы экзопланет
« Ответ #15 : 04.05.2007 [12:56:59] »
Цитировать
Тут возникает вопрос, куда делась вода с Венеры
А почему вы решили что ее там нет? Она ведь не обязана являть себя в жидком виде, а может существовать и как газ... И даже быть связанной. Тепературы то там ого-го!
Во всяком случае соотношение азота/кислорода/водяных паров в венерианской атмосфере схоже с земной.
« Последнее редактирование: 04.05.2007 [13:00:19] от Тришка »

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 349
  • Рейтинг: +342/-18
    • Show only replies by vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Re: Типы экзопланет
« Ответ #16 : 04.05.2007 [14:59:20] »
Тоже сегодня подумалось: а какие еще (гидро)сферы возможны, кроме водяной и метановой? Вряд ли они единственно возможные, или нашей системе очень повезло, раз мы имеем обе сразу.

Попробовала просуммировать самые распространенные на Солнце (и в космосе) элементы и посмотреть, какие вещества могут из них получиться. Итак, в обратном порядке, это: H, He, O, C, Ne, N, Mg, Si, Fe, S. Магний и железо не имеют летучих соединений при умеренных температурах и вместе с оксидами кремния входят в состав «скальной» компоненты. Остальные элементы могут образовывать химические вещества: H2, He, Ne, N2, H2O, CH4, NH3, H2S, H4Si, CO, CO2, SO2... уфф. Ну, приступим.

Водород.
Тройная точка - 14К, критическая точка - 39К, 13,23 атм. Именно в этом интервале температур водород может существовать в жидком виде. Для "гидросферы из водорода" необходима достаточно большая (скажем, с массой Земли) и очень холодная планета (> 50 а.е.). Атмосфера тогда будет состоять из гелия с примесью паров водорода. Возможно, водородная гидросфера образуется на поверхности планет умеренной массы, выброшенных в межзвездное пространство (у массивных планет внутренних источников энергии будет достаточно, чтобы водород оставался в газообразном состоянии, очень легкие планеты водород не удержат). Жидкий водород - легкая бесцветная прозрачная жидкость.

Гелий.
Критическая точка - 5К. Я думаю, гидросферы из жидкого гелия в природе не встречаются (слишком жарко) :)

Неон.
Тройная точка неона 24.7К, 0.043 атм., критическая точка 44.4К, 26.5 атм. Соответствующий интервал температур и давлений во многом перекрывается с таким же интервалом для жидкого водорода. Поскольку неона гораздо меньше, чем водорода (почти на 5 порядков), жидкий неон, скорее всего, будет примесью к жидкому водороду. Я думаю, что существование гидросферы именно из неона крайне маловероятно, но в принципе имеет смысл поискать ее на небольших планетах с температурой поверхности 25-27К.

Азот.
Молекулярный азот – весьма распространенное соединение из-за большой прочности молекулы N2. Тройная точка азота: 63К, 0.125 атм., критическая точка 126К, 39 атм. В принципе, при температурах 63-80К азот вполне может находиться в жидком состоянии и обеспечивать «водную» эрозию поверхности небольших планет. Если бы у Урана был крупный спутник (сравнимый по размеру с Титаном), то на его поверхности азот вполне мог бы быть в жидком состоянии. Атмосфера такой планеты может состоять как из паров азота (находящихся в равновесии с жидкостью), так и из водорода и гелия, если планета достаточно велика и может удержать соответствующие газы.
Водородное соединение азота - аммиак. Тройная точка аммиака 195.5К (-77.5С), 0.06 атм. Критическая точка 405К, давление не нашла. Совершенно не видно причин, по которым невозможно существование гидросферы из жидкого аммиака – или в чистом виде, или, что вероятнее, из смеси с водой. Фотолиз аммиака? Прекрасно, образуется азотная атмосфера, но при продолжении поступления аммиака из недр в результате криовулканизма парциальное количество аммиака вполне может быть достаточно для образования водоемов (ситуация на Титане – совершенно аналогичная, там тоже метан должен исчезнуть за несколько десятков миллионов лет, однако присутствует и даже образует озера).

Кислород.
Практически невероятно существование водоемов из жидкого кислорода O2 из-за его высокой химической активности. Летучее водородное соединение кислорода - вода :) Свойства воды: тройная точка 0С, 0.06 атм., критическая точка 374С, 218 атм. Что позволяет существовать и достаточно горячим океанам под высоким давлением. Вообще, существование гидросферы наиболее вероятно вблизи температуры тройной точки, потому что именно там парциальное давление паров вещества достаточно мало и вещество может сконденсироваться, даже если его не очень много.

Углерод.
Водородные соединения углерода - метан, этан и т.д. Для метана тройная точка 91К, критическая точка 191К, давление 47 атм. В интервал 91-100К попадают планеты с возможной гидросферой из метана (в том числе и Титан). Чисто теоретически, жидкий метан может существовать и при более высокой температуре (до 191К), только где его столько взять? В общем, поскольку углерода в космосе много, там много и метана, так что метаново-этановые водоемы должны быть достаточно обычным делом на планетах, попадающих в соответствующий (90-100К) температурный интервал.

Продолжение следует :)
« Последнее редактирование: 04.05.2007 [15:02:30] от vika vorobyeva »
я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

Оффлайн Olweg

  • *****
  • Сообщений: 9 876
  • Рейтинг: +135/-4
    • Show only replies by Olweg
Re: Типы экзопланет
« Ответ #17 : 04.05.2007 [18:17:17] »
Цитировать
Тут возникает вопрос, куда делась вода с Венеры
А почему вы решили что ее там нет? Она ведь не обязана являть себя в жидком виде, а может существовать и как газ... И даже быть связанной. Тепературы то там ого-го!
Во всяком случае соотношение азота/кислорода/водяных паров в венерианской атмосфере схоже с земной.
Отношение дейтерия к обычному водороду там очень высокое. Это значит, что воду она потеряла. В атмосфере сейчас ничтожные количества - по сравнению с земными-то океанами! Насчет литосферы не скажу, она конечно может там быть в связанном виде, но считается, что ее и там очень мало. Может быть, из-за этого на Венере нет глобальной плит-тектоники, как на Земле.
Никогда не приписывайте злому умыслу то, что вполне можно объяснить глупостью. © Бритва Хэнлона

Оффлайн Olweg

  • *****
  • Сообщений: 9 876
  • Рейтинг: +135/-4
    • Show only replies by Olweg
Re: Типы экзопланет
« Ответ #18 : 04.05.2007 [18:45:21] »
Объясню свои сомнения по поводу аммиака. Аммиак очень хорошо растворяется в воде. В Солнечной Системе он везде смешан с водяным льдом (с преобладанием последнего) и таять будет только вместе с ним, причем при температурах ниже как тройной точки воды, так и тройной точки самого аммиака. Конечно, если его отделить и поместить на скальное основание, гидросфера получится вполне пристойная, только вот сделать это, скорее всего, не получится.
Никогда не приписывайте злому умыслу то, что вполне можно объяснить глупостью. © Бритва Хэнлона

Оффлайн Kweni

  • *****
  • Сообщений: 1 270
  • Рейтинг: +23/-1
    • Show only replies by Kweni
Re: Типы экзопланет
« Ответ #19 : 05.05.2007 [21:58:26] »
Мне кажутся довольно неудачными названия классов экзопланет. Не зря, например, в классификации звёзд нет никаких «суперсолнц» «суперпроксим суперцентавра» и «очень тёплых белых карликов». Дальше, разница между планетами типа Сатурна и планетами типа Урана, на мой взгляд, всё же меньше, чем разница между планетами типа Земли и планетами типа Сатурна и Урана. Поэтому не лучше ли было оставить старое доброе деление на планеты земного типа и планеты–гиганты, а уже далее выделять подклассы, обозначая их буквами: например, планеты подкласса А3 - планеты-гиганты преимущественно водородного состава и аммиачными облаками в верхних слоях атмосферы.
Цитировать
При массе ~30 земных планеты на любом расстоянии от светила будут "нептунами" с довольно массивной водородной оболочкой.

Цитировать
Но мы никак не получим ни "фторную" планету, ни планету из алмазов, ни какую-нибудь другую экзотику

Это ещё неизвестно. Пусть, например, звезда Вольфа–Райе взрывается как сверхновая. Из части материала воруг пульсара конденсируется планета. Поскольку водорода в звезде Вольфа–Райе почти нет, может получиться планета–гигант с гелиевой (вместо водородной) оболочкой. Поскольку в выброшенном при взрыве сверхновой газе встречаются весьма экзотические соотношения кислорода – углерода – азота, планета земного типа тоже может оказаться весьма экзотичного состава. Есть много механизмов сепарации вещества, и я не поручусь, что планет с преобладанием фтора (атмосфера такой планеты, скорее всего, будет состоять из гексафторида серы SF6.) вообще не существует: если есть естественные мазеры, почему бы не быть естественному масс-спектрометру космического масштаба? Хотя конечно, для первоначальной классификации такими тонкостями можно пока пренебречь.

Цитировать
А в промежутке между водными и серными гигантами - гидразиновые гиганты (у гидразина кипение 114 С).
А этого точно не будет -гидразин слишком неустойчивое и необратимо разлагающееся вещество.

Цитировать
В принципе, при температурах 63-80К азот вполне может находиться в жидком состоянии и обеспечивать «водную» эрозию поверхности небольших планет. Если бы у Урана был крупный спутник (сравнимый по размеру с Титаном), то на его поверхности азот вполне мог бы быть в жидком состоянии.

Не только до 80К. Если бы атмосфера Титана была раз в 5 тяжелее, там бы могли образоваться азотные моря. Не исключено даже, что в начале истории Солнечной системы они там были.

Что касается аммиака - кислород и азот не столь резко отличаются от распространённости, достаточно не столь уж больших флуктуаций для образования планетных систем, где аммииака больше, чем воды, возможны, а следовательно возможны и аммиачные океаны.

Да, в качестве возможной экзотики предлагаю моря из пентакарбонилжелеза Fe(CO)5. Жёлтого цвета, замерзает при -20, кипит при + 103 с разложением, продукты разложения могут превращаться обратно в пентакарбонилжелезо. Соединение более устойчиво при высоком давлении. Образуется на планете с недостатком силикатной составляющей и кислорода, то есть если есть выходы металлического железа на поверхность плюс атмосфера, в которой много угарного газа. В морях будет примесь тетракарбонилникеля Ni(CO)4.

« Последнее редактирование: 05.05.2007 [22:32:43] от Kweni »