Открытия и исследования экзопланет

[Андрей Курилов]

Для примера - масса атмосферы Земли примерно в 270 раз меньше массы океана. Т.е. у мигрировавшей из-за снежной линии недоокеаниды с такой же массой океана масса атмосферы должна быть по крайней мере в 20-50 раз массивнее (если водяной пар не добавится). Если же глубина океана будет 100 км, то масса атмосферы будет превышать земную 500-1000 раз.

[Dayan]

Для примера - масса атмосферы Земли примерно в 270 раз меньше массы океана. Т.е. у мигрировавшей из-за снежной линии недоокеаниды с такой же массой океана масса атмосферы должна быть по крайней мере в 20-50 раз массивнее (если водяной пар не добавится). Если же глубина океана будет 100 км, то масса атмосферы будет превышать земную 500-1000 раз.

Да, но часть веществ из атмосферы будет выметена за миллиарды лет радиацией красного карлика (водорода и кислорода прежде всего). Тут приводились статьи, что для первых двух планет TRAPPIST-1 это количество будет эквивалентно нескольким земным океанам. Правда для океаниды это всё равно что среднему человеку похудеть на килограмм за время жизни.

[Андрей Курилов]

Да, но часть веществ (водорода и кислорода) из атмосферы будет выметена за миллиарды лет радиацией красного карлика. Тут приводились статьи, что для первых двух планет TRAPPIST-1 это количество будет эквивалентно нескольким земным океанам. Правда для океаниды это всё равно что среднему человеку похудеть на килограмм.

Преимущественный состав кометных льдов за снежной линией - это вода, далее идут углекислый и угарный газы (до 30% по массе в сумме), далее - сероводород, метанол, аммиак и прочие примеси, в сумме дающие не более 2-5%. Так вот углекислый газ так просто не "выдуть". О водороде с гелием речь вообще не идёт, т.к. если добавятся ещё и они, то это уже будет даже не океанида, а микронептун с давлением во многие тысячи/десятки тысяч атмосфер на поверхности океана.

Непонятно как поведут себя углекислый при контакте с океаном. Возможно, некоторая его часть растворится в океане, но сомнительно, чтобы 20% от массы самой воды. Т.е. в атмосфере всё-таки большое кол-во углекислого газа будет.

[Dioksan]

Концентрация будет слишком низкой. Пока что самые вероятные кандидаты на инкубаторы жизни - щелочные гидротермальные источники. Там обеспечивается одновременно накопление в небольшом объёме нужных в-в, в том числе катализаторов, и постоянный приток "сырья".

Вероятно ещё и наземные. В Земной жизни похоже что УФ сыграл большую роль, и не понятно можно ли обойтись без уф облучения "колыбели".

[Dayan]

Непонятно как поведут себя углекислый при контакте с океаном. Возможно, некоторая его часть растворится в океане, но сомнительно, чтобы 20% от массы самой воды. Т.е. в атмосфере всё-таки большое кол-во углекислого газа будет.

Часть углекислого газа и метана могло бы связаться с самой водой, и осесть ко дну в виде клатратов. Только, правда, речь об обычной жидкой воде. Про сверхкритическую воду, конечно, труднее сказать.

[Olweg]

Вероятно ещё и наземные. В Земной жизни похоже что УФ сыграл большую роль, и не понятно можно ли обойтись без уф облучения "колыбели".

Ну да, это тоже.

[Golossvyshe]

Я тоже считаю, что океаниды непригодны для жизни. Прежде всего из-за невозможности её зарождения (если внизу лёд-VII, то просто не будет подходящих для этого условий).

Это всё будет строго индивидуально.
На глубоких (сотни км) океанидах внизу у дна перегретый/закритический водяной пар.
Тем более это относится к горячим океанидам.

Кстати, между соларом и антисоларом на океанидах разница Т будет всего несколько град. С.

[Андрей Курилов]

Непонятно как поведут себя углекислый при контакте с океаном. Возможно, некоторая его часть растворится в океане, но сомнительно, чтобы 20% от массы самой воды. Т.е. в атмосфере всё-таки большое кол-во углекислого газа будет.

Часть углекислого газа и метана могло бы связаться с самой водой, и осесть ко дну в виде клатратов. Только, правда, речь об обычной жидкой воде. Про сверхкритическую воду, конечно, труднее сказать.

Для углекислого газа критическая точка ниже и левее - 303К и 7атм. Кстати, сверхкритические флюиды не ограниченно растворяются друг в друге, поэтому есть шанс что океан проглотит практически весь углекислый газ. Так что всё может быть не так уж и плохо.

[Olweg]

Это всё будет строго индивидуально.
На глубоких (сотни км) океанидах внизу у дна перегретый/закритический водяной пар.
Тем более это относится к горячим океанидам.

Сверхкритическая жидкость (какой уж там пар)? Для этого нужно минимум 650 К. Но в любом случае, жизни там не светит...

[Андрей Курилов]

В сегодняшней статье уточнены массы и орбиты планет системы TRAPPIST-1: Updated Masses for the TRAPPIST-1 Planets.
TTV-измерения от "Спитцера" дополнены TTV из данных "Кеплера", благодаря чему авторам удалось существенно уменьшить значения погрешностей для большинства планет. Средние плотности 5 планет из 7 оказываются низкими, что (кроме планет TRAPPIST-1c и TRAPPIST-1d) подтверждает догадку о заметной доли воды в их составе. 4 внешние планеты, по-видимому, вообще совместимы с почти 100% водным составом!

Для планет "d" и "e", значения масс, наоборот, стали менее точны, чем уже доступные, например, из википедии.
Но даже при уточнённых массах их разброс всё равно настолько велик, что вкупе с разбросом радиуса дают любые плотности, от чисто водного или газового состава до чисто железокаменного. Только для самой внутренней (b) и 3-х внешних планет (f, g, h) можно точно сказать, что они по большей части содержат значительную долю летучих веществ.

[Dayan]

Для планет "d" и "e", значения масс, наоборот, стали менее точны, чем уже доступные, например, из википедии.
Но даже при уточнённых массах их разброс всё равно настолько велик, что вкупе с разбросом радиуса дают любые плотности, от чисто водного или газового состава до чисто железокаменного. Только для самой внутренней (b) и 3-х внешних планет (f, g, h) можно точно сказать, что они по большей части содержат значительную долю летучих веществ.

На самом деле про любую планету пока точно ничего сказать нельзя. Возьмём планету "f", например: у неё погрешность нового значения плотности даже не пересекается со старой погрешностью.
Но я смотрю сначала не на погрешности, а на полученные значения плотностей. И на то, что пишут авторы в новой статье – а они сказали, что "Figure 4 indicates that – to within the errors of our determinations – the four most distant planets are consistent with pure water compositions, and in any event, are substantially less dense either Mars or Venus". К 4 внешним планетам относится и планета "e", которая "в любом случае является существенно менее плотной, чем Марс и Венера".
И ещё всегда оперирую словами "вероятно", "большинство", "по-видимому", "совместимо", и т.п., т.е. без категорических утверждений.
Не очень понятно, что Вы этим хотели сказать. Чтобы я исправил своё сообщение? Этого не будет, т.к. я сказал всё правильно. Или донести про неточности – но я прекрасно знаю, что такое ошибки измерений!

[SpaceEngineer]

Сегодня в Nature* вышла статья: A temperate rocky super-Earth transiting a nearby cool star.

Транзитным обзором MEarth у красного карлика LHS 1140, находящегося в 12 парсеках (39 св. лет) от нас, обнаружена суперземля радиусом 1.43±0.10 земных на орбите периодом 24.73712±0.00025 дня (большая полуось 0.0875±0.0041 а.е.). С учётом низкой светимости звезды (0.002981±0.00021 солнечной), планета попадает в обитаемую зону (инсоляция 0.46 земных), равновесная температура оценивается в 230±20К. Верхний предел на эксцентриситет орбиты - 0.29 с вероятностью 90%.

Лучевые скорости звезды были померяны на спектрографе HARPS, всего собрано 144 замера в период с 23 ноября 2015 до 13 декабря 2016. Масса планеты оценивается в 6.65±1.82 земных, а плотность оказывается очень высокой - 12 г/см³, что подразумевает каменистый состав. Можно рассчитать, что гравитация на поверхности планеты составляет аж 3g.

Родительская звезда достаточно ярка в ИК-диапазона (8m), так что в будущем можно надеяться на наблюдения атмосферы методами трансмиссионной спектроскопии. Звезда достаточно старая и спокойная (5 млрд лет), а планета достаточно массивная, чтобы её атмосфера пережила период бурной молодости звезды. Это подкрепляет надежды учёных на обнаружение атмосферы, также как и жидкой воды на поверхности (по современным представлениям, планеты у M-карликов способны поддерживать жидкую воду при инсоляции от 0.2 до 0.8 земных).

* Прим: желающие могут беспрепятственно скачать её на sci-hub.

[Dayan]

Спасибо за очень интересную информацию!

планеты у V-карликов способны поддерживать жидкую воду при инсоляции от 0.2 до 0.8 земных

Тут наверное имеется ввиду всё-таки M-карлик?

[SpaceEngineer]

Тут наверное имеется ввиду всё-таки M-карлик?

Ой, да, опечатался. На кнопке V тоже есть M

[Андрей Курилов]

Не думал что у КК в ОЗ могут быть распространены планеты с высокой плотностью крупнее Марса. Видимо это относится к системам, не испытавшим массовой миграции к звезде из-за снежной линии, наподобие нашей.

[Olweg]

Было б логично, если бы там был какой-нибудь аналог Юпитера. Но HARPS наблюдал в течение года, достаточно, чтобы обнаружить доп. сигнал, тем более что снеговая линия там гораздо ближе (встречал оценку, что радиус снеговой линии обратно пропорционален массе звезды - из-за яркой начальной стадии КК), и аналог Юпитера должен быть соответственно ближе. Конкретно для LHS 1140 это может быть период порядка полутора-двух лет. Ну и к тому же у таких маломассивных звёзд очень редко находят гиганты. Надо бы полистать статью, может быть, какие-нибудь RV-тренды обнаружили.

Но если юпитеров там нет, это большой плюс в пользу потенциальной обитаемости хотя бы части компактных систем.

[Dayan]

Интересно насчёт астероидно-кометной опасности. Можно предположить, что при такой близости к звезде (0.0875 а.е.) защитную роль для LHS 1140 b вместо аналога Юпитера могла бы играть сама родительская звезда.
Но тут подумалось вот что: относительно большая орбитальная скорость LHS 1140 b (38.5 км/с) и высокая вторая космическая этой суперземли (она более чем вдвое превышает земную – 24 км/с), сделают любое столкновение даже с небольшим астероидом более катастрофичным по последствиям для развития потенциальной жизни на планете.
Когда-то где-то читал, что защитная роль Юпитера для Земли преувеличена, а может даже наоборот – своей гравитацией он отклоняет часть кометных тел, пролетающих мимо, ближе к Солнцу. Т.е. если у LHS 1140 нет очень массивной планеты на внешней орбите, то на LHS 1140 b может быть относительно безопасно?

[SpaceEngineer]

Я вообще не понимаю, в чем заключается эта "защита". Объясните пожалуйста. Юпитер как щит загораживает часть небесной сферы что ли? Так это ж мелочь полная. Что мешает комете прилететь с другой стороны? Или просто мимо Юпитера, пусть даже он отклонит её траекторию, но есть вероятность, что отклонит точно в Землю.
Или же Юпитер рассеял кометные тела миллиарды лет назад, и большая их часть сейчас летает где-то в Оорте? Может быть это имеется в виду?

[Dayan]

Я вообще не понимаю, в чем заключается эта "защита". Объясните пожалуйста. Юпитер как щит загораживает часть небесной сферы что ли? Так это ж мелочь полная. Что мешает комете прилететь с другой стороны? Или просто мимо Юпитера, пусть даже он отклонит её траекторию, но есть вероятность, что отклонит точно в Землю.
Или же Юпитер рассеял кометные тела миллиарды лет назад, и большая их часть сейчас летает где-то в Оорте? Может быть это имеется в виду?

Вероятно имеется ввиду как то, что он рассеял большую часть окрестных астероидов и комет, оставшихся после образования планет, так и то, что он отклоняет прилетающие из внешней Солнечной системы кометные ядра. Но тоже сомневаюсь в таких защитных функциях (это должно быть понятно из моего предыдущего сообщения). Что касается рассеяния остатков протопланетного диска, то не будь во внешней части такого количества вещества, которого хватило на образование планет-гигантов, там могло бы образоваться что-то поменьше. И это что-то, полагаю, тоже вполне могло бы расчистить свою орбиту (или орбиты в случае нескольких тел). Не знаю, насколько частота столкновения астероидов и комет с Землёй в таком случае отличалась бы от того, что есть в реальной Солнечной системе. Думается, что не очень-то и изменилась бы (это просто ощущение).

[SpaceEngineer]

так и то, что он отклоняет прилетающие из внешней Солнечной системы кометные ядра.

Юпитер может отклонить только то, что пролетает мимо него, т.е. попадает в его сферу Хилла. Всё, что летит с другой стороны системы, плевать хотело на какой-то там Юпитер.