Планета TrES-4 b

[vika vorobyeva]

Как известно, горячий гигант HD 209458 b (Озирис) активно испаряется: по наблюдениям в линии водорода Лайман-альфа размер планеты превышает полость Роша. Это говорит о том, что вокруг этого горячего гиганта существует водородная оболочка, прозрачная в видимых лучах, но непрозрачная на волне 1216А, которая теряет гравитационную связь с планетой и расширяется в межпланетное пространство.

Оценим устойчивость TrES-4 b  в сравнении с HD 209458 b.

Масса TrES-4 b - 0.84 ± 0.1  масс Юпитера, радиус – 1.67 ± 0.1  радиусов Юпитера. Отсюда средняя плотность планеты 0.222 ± 0.045 г/куб.см, вторая космическая скорость – 42.7 км/сек, что очень близко к аналогичному параметру HD 209458 b - 43.5 ± 5.0 км/сек.
Радиус Роша для планеты с массой M_p, вращающейся вокруг звезды с массой M (при условии, что M_p << M) равен
r_H = (M_p/3 M)^1/3 r
Для Озириса (HD 209458 b) радиус Роша равен 0.0027 а.е. = 405 тыс. км = 4.4 радиуса планеты.
Для TrES-4 b этот радиус равен 0.00295 а.е. = 442 тыс.км = 3.8 радиусов планеты.
При этом светимость звезды TrES-4 составляет 3.72 светимости Солнца, а светимость звезды HD 209458 – 1.59 светимости Солнца.
Вывод – планета TrES-4 b рыхлее и горячее Озириса и тоже должна активно терять массу, причем темп потери массы, скорее всего, еще больше темпа потери массы планетой HD 209458 b.
 

[vika vorobyeva]

Еще мысль возникла.
Измеренная температура термосферы Озириса - 5 тыс. К. В принципе, температура термосферы TrES-4 b должна быть несколько выше, поскольку родительская звезда ярче. Но даже если принять температуру термосферы TrES-4 b в 5 тыс. градусов, скорость атомов водорода там составит 9284 м/сек, что всего в 4.6 раза меньше второй космической скорости. Это при том, что для устойчивости атмосферы в течение миллиардов лет средняя скорость молекул атмосферы должна быть как минимум в 6 раз меньше скорости убегания.
Вывод все тот же - планета должна терять водород, причем в хорошем темпе.

[bob]

Очень интересное соображение. Кстати, не является ли подобная пара из "звезды" и "планеты" результатом эволюции двойной звезды, который пока не учтён в эволюционных треках? Дело в том, что при подобном темпе испарения, планета в совсем недавнем прошлом должна была быть, по крайней мере, массивным бурым карликом. Если не серьёзнее.

[Olweg]

Но у массивного бурого карлика отношение скоростей молекул к скорости убегания должны быть на порядок, если не на пару порядков, ниже.

[vika vorobyeva]

Кстати, не является ли подобная пара из "звезды" и "планеты" результатом эволюции двойной звезды, который пока не учтён в эволюционных треках? Дело в том, что при подобном темпе испарения, планета в совсем недавнем прошлом должна была быть, по крайней мере, массивным бурым карликом.

Думаю, нет. Озирис, теряя массу в нынешнем темпе (~10 тыс. тонн в секунду), за 5 миллиардов лет потерял бы только примерно четверть массы Земли, что гораздо меньше его собственной массы. К тому же более массивный объект имеет бОльшую скорость убегания, что затрудняет испарение атмосферы и потерю массы.
Другое дело горячие нептуны. Вот те и правда могут "облетать" вплоть до образования "огарка" из тяжелых элементов

[bob]

Согласен. Идея моя была гниловата.

[Борислав]

Кстати, Грег с Окло предложил, что у планеты большой эксцентриситет (есть только 4 замера лучевой скорости) и планету сильно возмущает третье тело в системе.