Свойства гипотетической планеты "Х" в поясе Койпера

[vsevolodson]

Т.н. "Kuiper cliff" входит в десятку необъяснимых научных явлений, согласно NewScientist.
Суть явления в том, что в промежутке 50..55 АЕ (между резонансами 1:2 и 2:5 с Нептуном) находится якобы слишком малое кол-во объектов. Bernstein, Trilling et al заключили, что сей эффект не является наблюдательным, а реальным. Это послужило основанием для очередной спекулятивной гипотезы о планете "Х" с массой между земной и марсианской.

Пофантазируем и представим что там действительно планетка с массой примерно в половину земной. Какие свойства могут быть у такой планеты? Какой состав атмосферы? Плотность? Температура у поверхности?

[armadillo]

Лучше начни с орбиты. Придумай стабильную.

[vsevolodson]

Вот здесь предлагается вытянутая орбита между 100 и 200 АЕ, которая могла бы подойти для объяснения. Соответственно объект с массой от 0,3 до 0,7 земных.

[armadillo]

от 100ае влияет на кол-во объектов в 50-55ае? Непонятно.

По типу объекта - зависит от того, может ли он удержать водород (по удалению от Солнца).

[vsevolodson]

от 100ае влияет на кол-во объектов в 50-55ае? Непонятно.

ну почитайте статью
резонансы начиная с ~50АЕ начинают разгонять койперов, как я понимаю

[vsevolodson]

В результате рассчёта для разных значений полуоси орбиты и альбедо, у меня получилось что абсолютный максимум температуры равновесия не превышает 40К, а средняя температура ~20K (с разбросом от 10 до 30 К). Это без учёта вероятной атмосферы получается.

[vika vorobyeva]

В таком случае мы получаем гигантский койпероид - наполовину каменный, наполовину ледяной, прошедший гравитационную дифференциацию. На поверхности - азотный иней, возможно, с примесью инея угарного газа, тонкая азотная атмосфера находится в равновесии с ним. Альбедо высокое. Хороший аналог - Эрида.
Только мне кажется, что такую планету (которая из-за больших размеров должна быть в несколько раз ярче Эриды) уже давно обнаружили бы.

[vsevolodson]

А не удержит ли водород, гелий и неон?
Если атмосфера будет сколько-нибудь плотная, то альбедо будет непредсказуемо - так как облака могут повлиять сильно.

ЗЫ
Что скорее - микронептун или мегатритон?
Водород, неон и азот могут вымерзнуть.

[armadillo]

Все равно даже каменистая слишком яркая. Ну и рассчитывается по возмущениям Нептуна, если имеет место.

[vsevolodson]

Вторая космическая скорость у меня получилась равной 8151(+778/-1235) м/с.

Испытываю затруднение с рассчётам температуры экзобазы. Помощь приветствуется.

[bob]

ну почитайте статью
резонансы начиная с ~50АЕ начинают разгонять койперов, как я понимаю

Лень вчитываться, но всё ясно. Он обнаружил некий "люк" в распределении койпероидов. Ну и возмущение орбиты Нептуна. И хочет объяснить его наличием небольшой планеты, вроде Марса, частично очистившей свою зону аккреции и питания от койпероидов столкновениями и пертурбацией. Первое и главное: эта планета должна быть очень тёмного цвета, с низким альбедо. Это позволило бы ей замаскироваться среди койпероидов. Их альбедо условно принимается равным "колотому льду". Что, кстати, весьма условно (Плутон красноватенький, например). То есть, если ТНО находят по параллаксу, то "диаметр" ему приписывают по световому потоку от предполагаемого колотого льда, освещённого Солнцем (если он не достаточно велик для визуального замера диаметра). Представим себе, что он покрыт не льдом, а тёмным базальтом. В этом случае оценка определения диаметра будет занижена почти в три раза. Так что такой "базальтовый марс" может замаскироваться под койпероид, и не быть обнаружен. Такая планета не может иметь плотной атмосферы, так как большинство газов при тех температурах превращаются в лёд. Что повысило бы альбедо обратно до "колотого льда" и демаскировало бы "базальтовый марс". Он был бы беленьким, и его истинные размеры проявились бы для телескопов.

[vsevolodson]

bob, т.е. если бы там была планета, то её масса/размеры/альбедо скорее ближе к нижним пределам?

Уважаемые участники, вопрос темы немного не в оценке реальности существования "планеты Х".

Пофантазируем и представим что там действительно планетка с массой примерно в половину земной. Какие свойства могут быть у такой планеты? Какой состав атмосферы? Плотность? Температура у поверхности?

[bob]

bob, т.е. если бы там была планета, то её масса/размеры/альбедо скорее ближе к нижним пределам?

Да. Иначе бы её давно нанесли на карту. Крупные "стандартные" ТНО давно открыты все. Осталось только некаталогизированная мелкота. И искомая планета должна замаскироваться под такую мелкоту, чтобы не быть открытой. Проще всего это сделать низким альбедо. То есть её, по умолчалову, считают ледяной рыхлой планеткой с одним диаметром, а она плотная, из тёмных булыжников, из железа и камня, с совсем другим диаметром. Её фактический диаметр, допустим, тыщи две-три, а числится она в общем каталоге, как ТНО с диаметром всего километров 700-800. Но, в этом случае, она должна была бы мигрировать из земной группы. Даже здесь альбедо Марса и Меркурия повыше, а в поясе Койпера, теоретически, исходно не было тяжёлых элементов. Если большинство койпероидов - это несостоявшиеся спутники, вроде Энцелада и Мимаса, то такая планетка должна была бы быть выброшена пертурбацией из местных краёв, примерно с нашей орбиты. Полностью исключать такой возможности нельзя. Но очень, очень маловероятно.

[vsevolodson]

Её фактический диаметр, допустим, тыщи две-три

при плотности не более 4 тонн на кубометр её диаметр будет от 9,5 мегаметров (и до ~15)

Но, в этом случае, она должна была бы мигрировать из земной группы.

не обязательно
атмосфера может "испортить" высокое альбедо
к тому же, надо учитывать наклонение к эклиптике, которое, согласно статьям, у этой планеты может быть до 30 градусов

[bob]

атмосфера может "испортить" высокое альбедо

Нечем портить. Чёрные тучи только у Лема бывают. Атмосфера всегда помогает только поднять альбедо (ну, если не считать всякой экзотики).

[bob]

при плотности не более 4 тонн на кубометр её диаметр будет от 9,5 мегаметров (и до ~15)

Тогда её не замаскируешь. Она была бы обнаружена современными средствами уже лет двадцать тому назад.

[vsevolodson]

атмосфера может "испортить" высокое альбедо

Нечем портить. Чёрные тучи только у Лема бывают. Атмосфера всегда помогает только поднять альбедо (ну, если не считать всякой экзотики).

Вот я и пытаюсь выяснить, что там может быть. Найти бы ещё температуру экзобазы.

[vsevolodson]

Предварительно получается очень слабая атмосфера из неона (с примесями гелия), так как ни водород, ни даже гелий - удержаться толком не смогут. Возможно даже существование неоноёмов:

2. Субземли
Планетары размерами порядка Марса и больше (0,05 — 0,5 МЗ) обладают горячими недрами и более-менее вулканически активны даже без приливного воздействия. Если извержения достаточно часты, то они обеспечивают планету  разреженной, неоднородной и нестабильной атмосферой из микроскопических пылинок. Для удержания нормальной газовой атмосферы тяготения планетара недостаточно — вулканические газы улетучиваются с планеты (водород и гелий) или замерзают (все остальные вещества). Также и при проходе сквозь молекулярное облако планетар захватывает не молекулы, а лишь пылинки, которые оседают на его поверхность в виде рыхлого грязного снега.
3. Неоновые земли
Планетар массой 0,6-0,8 МЗ уже способен удержать атмосферу из азота, неона и угарного газа. Молекулы этих веществ довольно редки в космосе, и поэтому атмосферы из них образуются весьма разреженные. Азот и угарный газ накапливаются до тех пор, пока их парциальное давление не достигнет давления насыщенного пара (оно сильно зависит от температуры, но не превышает 0,1 кПа для азота и 0,01 кПа для СО). После этого рост давления прекращается, и вновь поступающие молекулы осаждаются только в твёрдом виде. Неон же остаётся газообразным и при более высоком давлении, поэтому у старых блуждающих планет этой группы атмосферы в основном неоновые. Поверхность их покрыта азотно-угарным льдом. Существуют немногочисленные неоновые земли с температурой в узком диапазоне около 25 К и давлением выше 43 кПа (0,04 атм), на которых присутствует жидкий неон в виде облаков или небольших водоёмов, покрытых коркой азотного льда. За время жизни планетара (до 10 млрд. лет) плотность атмосферы никогда не достигает значений, при которых начинается парниковый эффект, и температура не поднимается выше 30-40 К

http://robert-ibatullin.narod.ru/planetar.html

[armadillo]

СубземлиПланетары размерами порядка Марса и больше (0,05 — 0,5 МЗ) обладают горячими недрами и более-менее вулканически активны даже без приливного воздействия.

и сильно Марс активен СЕЙЧАС даже при лучевом и приливном воздействии?

[vsevolodson]

Все равно даже каменистая слишком яркая. Ну и рассчитывается по возмущениям Нептуна, если имеет место.

таки не прочитали
The outer planet later acquired an inclinedstable orbit (>100 AU; 20-40 deg) because of a resonant interaction withNeptune (an r:1 or r:2 resonance possibly coupled with the Kozai mechanism),guaranteeing the stability of the trans-Neptunian belt.