|
Современные теории и модели формирования планетных систем
|
|
| SpaceEngineer | Дата: Четверг, 22.08.2013, 14:59 | Сообщение # 61 |
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| http://www.astronomy.ru/forum....2537069
Группа товарищей решила рассмотреть вопрос об устойчивости спутниковых орбит у планет, находящихся в резонансах низкого порядка. С учетом открытия большого количества таких систем Кеплером задача выглядит поставленной вполне своевременно.
http://arxiv.org/pdf/1308.4402.pdf
Задача была сформулирована как задача четырех тел (звезда, две планеты в орбитальном резонансе, спутник, причем массы планет считались равными друг другу и варьировались в разных моделях). Как оказалось, наличие второй планеты на близкой орбите не сильно уменьшает пространство параметров для возможного спутника. Если в случае одиночной планеты область устойчивых круговых проградных орбит простиралась до ~0.5 радиусов Хилла планеты, то при наличии резонансной планеты эта область сокращалась до 0.4 радиусов Хилла. Область круговых ретроградных орбит оказывается еще шире проградных (до 0.6 радиусов Хилла).
При росте эксцентриситетов планет и/или спутников зона устойчивости закономерно уменьшается. Полярные орбиты спутников неустойчивы все.
Только в случае совсем уж близких орбит (например, для резонанса 12:11) орбиты спутников оказывались неустойчивы.
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Вторник, 10.09.2013, 18:57 | Сообщение # 62 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Луны вокруг экзопланет или обезвожены из-за отсутствия магнитного поля, или имеют столь часто извергающиеся вулканы, что жизнь там будет не стабильнее процесса внедрения демократии в России.
http://compulenta.computerra.ru/universe/SETI/10008908/
Рене Хеллер (René Heller) из Университета Макмастера (Канада) и Хорхе Сулуага (Jorge Zuluaga), представляющий Антиокийский университет (Колумбия), всесторонне рассмотрели вопрос, который считается ключевым для потенциальной обитаемости экзолун.
Как все помнят, в зонах обитаемости вокруг значительного числа звёзд обнаружено довольно много планет-гигантов. Хотя сами они жизнь земного типа вряд ли способны породить, но, как подсказывает Солнечная система, рядом с любым гигантом существует по меньшей мере один крупный спутник, богатый водой и углеводородами. Будь они в зоне обитаемости (а два из них по размеру превосходят Меркурий), спутники «наших» газовых гигантов теоретически были бы вполне пригодны для развития довольно сложной жизни.
Впрочем, если у них не будет сильного магнитного поля, как это случилось по неясным причинам с Венерой, то поверхностная радиация убьёт любую жизнь, а вода сможет интенсивно «утекать» из атмосферы в пустоту космоса, делая такие тела безводной пустыней.
Как определить, будут ли у экзолун магнитосферы такой интенсивности, которая не допустит столь грустного сценария?
Когда авторы работы попытались прояснить этот вопрос, их ждало разочарование: лишь самые крупные из экзолун наделены магнитосферным потенциалом. Та же ситуация и в Солнечной системе: лишь крупнейший из местных спутников, Ганимед, обладает собственным магнитным полем, да и само его существование до некоторой степени удивительно. Так что, заключают учёные, в безопасности могут быть только те экзолуны, которые полностью накрыты магнитосферой хозяйских планет, — как Титания, стопроцентно защищённая магнитным полем Урана, или те же крупные спутники Юпитера.
Как подчёркивают учёные, магнитосферы планет-гигантов весьма велики. В случае Юпитера они выступают в космос на 50 планетных радиусов, то есть до 3,5 млн км, или вдевятеро дальше, чем Луна отстоит от Земли. Но вот вопрос: каковы по размерам магнитосферы экзопланет-гигантов?
Чтобы выяснить это, Хорхе Сулуага использовал разработанную им модель, которая, по его словам, в случае нашей системы справляется с обсчётом магнитного поля по размерным данным небесных тел, в диапазоне их масс от Ганимеда до Юпитера.
Но тут нужно учесть ещё одно обстоятельство: даже если магнитное поле экзопланеты достаточно сильно для того, чтобы оградить луну от внешних воздействий, последняя не может располагаться ближе определённого расстояния от хозяина. В противном случае приливной разогрев, вызванный гравитацией газового гиганта, либо вскипятит воду на спутнике, либо (в лучшем случае) вызовет на нём мощнейшие извержения вулканов, как это происходит на Ио, юпитерианском компаньоне. Вряд ли сложная жизнь будет рада постоянной полировке планетарной поверхности лавой. А очень похоже, что именно этот вариант грозит любому спутнику на месте Ио.
Сопоставив сей «внутренний край обитаемости» экзолун с вычисленными размерами магнитосфер планет в весовом диапазоне «Юпитер — Нептун», авторы пришли к выводу, что всё плохо. В деталях: магнитосфера может защищать спутники, но тогда они столь близки к планете, что их поверхность часто будет покрыта лавой от извержений. Или же спутники могут быть удалены на безопасное расстояние, но не защищены магнитным полем — кроме гигантов типа Ганимеда. Однако Ганимеды редки (быть может, один на систему), то есть большинство экзолун либо будет необитаемо, либо послужит прибежищем только для экстремофилов. Словом, обитателям Пандоры пришлось бы довольно плохо, уверены учёные.
Конечно, есть пара моментов, которые они слегка упростили, чтобы прийти к таким выводам. Например, приливная деформация луны зависит от вытянутости её орбиты. Чем ближе орбита к правильному кругу, тем меньше приливной разогрев. Следовательно, спутник, вращающийся по правильному кругу, не пострадает от разогрева. Наконец, в системе спутников Юпитера мы видим объекты, одновременно более удалённые от хозяина, чем Ио, и в то же время защищённые магнитным полем газового гиганта (большие спутники Юпитера). Иначе говоря, и здесь не всё так безнадёжно.
Правда, в своих вычислениях авторы брали средние эксцентриситеты спутников Солнечной системы. Потому «в среднем» они правы: приливной разогрев будет важным фактором. Но всегда ли отрицательным? Напомним: в Солнечной системе множество спутников подвергается такому разогреву. Но лишь у немногих мы видим активный вулканизм, вызванный приливным взаимодействием с гигантами. И ни один из крупных спутников газовых гигантов не перегрет до состояния, при котором теряет воду. Они так далеко от Солнца, что приливного разогрева не хватает даже для достижения 250 К — то есть, по сути, там довольно холодно. Находись газовые гиганты нашей системы на орбите Цереры, приливное взаимодействие вкупе со светом Солнца вполне могло бы дать спутнику умеренную температуру без особого вулканизма или избыточного нагрева поверхностной воды. Впрочем, в этом случае такие экзолуны будут располагаться совсем не в формальной зоне обитаемости, которая для нашей системы заканчивается на орбите Марса, то есть намного ближе к Солнцу, чем орбита Цереры. Следовательно, поиск только в зоне обитаемости не даст астрономам углядеть потенциально обитаемую экзолуну...
От себя хочется добавить, что фраза "всё плохо" относится к мелким лунам типа Ганимеда и меньше, крупные же, такие как Пандора, будут обладать собственным магнитным полем, так что им все эти проблемы с солнечным ветром нипочём. Правда для того, чтобы иметь луну массой в 1 массу Земли, масса гиганта должна быть порядка 5000 масс Земли = 15 масс Юпитера, т.е. это фактически должен быть коричневый карлик (есть эмпирический факт, подкреплённый численным моделированием, что массы систем спутников гаховых гигантов составляют 2*10-4 от массы планеты). Либо же крупный спутник образуется нестандартным способом, например захватом сосденей планеты или в результате столкновения с другим гигантом.
|
|
|
| |
| Aerospacefag | Дата: Среда, 11.09.2013, 01:06 | Сообщение # 63 |
Строитель Миров
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 1019
Награды: 3
Статус: Offline
| Цитата (SpaceEngineer) процесса внедрения демократии в России
Цитата (SpaceEngineer) равда для того, чтобы иметь луну массой в 1 массу Земли, масса гиганта должна быть порядка 5000 масс Земли = 15 масс Юпитера, т.е. это фактически должен быть коричневый карлик (есть эмпирический факт, подкреплённый численным моделированием, что массы систем спутников гаховых гигантов составляют 2*10-4 от массы планеты)
Это статистическая величина или у нее существенная дисперсия, которая позволяет разместить более крупный спутник у газового гиганта меньше чем это пороговое значение? Не считая возможности позднего захвата, конечно.
Вообще, я заметил, если жизнь действительно способна зародиться именно в океане, то для этого не надо и сильного магнитного поля на всей продолжительности истории - достаточно того чтобы на поверхности была вода или лед, которые будут экранировать излучение. Толку-то от такой жизни немного, наверное, но все же.
Win7
Intel Core i5-2310 2.9 Ghz
4 Gb DIMM DDR3
Asus GeForce GTX760, 2 Gb GDDR-5
|
|
|
| |
| SHW | Дата: Среда, 11.09.2013, 10:47 | Сообщение # 64 |
Строитель Миров
Группа: Команда SE
Нидерланды
Сообщений: 618
Награды: 10
Статус: Offline
| Кстати, насчет того, насколько магнитное поле действительно защищает от радиации. Недавно же были опубликованы результаты измерения радиации на пути к Марсу с MSL. И получается, что радиация там всего в 2 раза больше, чем на МКС, которая находится под защитой магнитосферы. То есть, по факту магнитосфера не сильно защищает Землю от радиации. Гораздо больше её защищает атмосфера. Так что, вполне возможно, что на поверхности Венеры при такой плотной атмосфере и полном отсутствии магнитосферы радиация даже меньше, чем на Земле. Или я где-то ошибаюсь?
Win7 Pro x64
Intel Core2Quad 2.5GHz 4GiB RAM
NVidia GForce 9800 1 GiB
|
|
|
| |
| BamBam | Дата: Среда, 11.09.2013, 11:58 | Сообщение # 65 |
Исследователь
Группа: Пользователи
Украина
Сообщений: 177
Награды: 1
Статус: Offline
| Цитата (SHW) Гораздо больше её защищает атмосфера.
Ну, если я не ошибаюсь, магнитное поле как раз неплохо защищает саму атмосферу (особенно водород и водяной пар) от рентгеновского излучения и солнечных выбросов 
Цитата Так что, вполне возможно, что на поверхности Венеры при такой плотной атмосфере и полном отсутствии магнитосферы радиация даже меньше, чем на Земле. Или я где-то ошибаюсь?
зато там нет водяного пара
когда придумывал ник моя фантазия умерла
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Среда, 11.09.2013, 14:07 | Сообщение # 66 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Цитата (BamBam) Ну, если я не ошибаюсь, магнитное поле как раз неплохо защищает саму атмосферу (особенно водород и водяной пар) от рентгеновского излучения и солнечных выбросов
От рентгеновского излучения магнитное поле не защищает. Оно защищает верхние слои атмосферы от солнечного ветра - потока протонов и электронов, которые в противном случае здорово бы её нагрели и ионизовали, что ускорило бы в разы скорость поери атмосферы Землёй. Венера так потеряла всю воду, а оставшийся углекислый газ к этому устойчив.
|
|
|
| |
| ЛабЦерн | Дата: Воскресенье, 17.11.2013, 15:00 | Сообщение # 67 |
Исследователь
Группа: Пользователи
Украина
Сообщений: 168
Награды: 3
Статус: Offline
| Почему в принципе не может быть спутников у спутников?
И почему в таком случае возможны кольца у спутников?,
а также спутники у планет, которые в свою очередь являются "спутниками" звезды?,
а в большинстве случаев и кратных звездных гравитационных систем?
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Понедельник, 18.11.2013, 02:57 | Сообщение # 68 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Цитата ЛабЦерн (  ) Почему в принципе не может быть спутников у спутников?
Потому что период обращения спутника луны вокруг неё (часы) обычно гораздо меньше периода обращения её вокруг своей оси (дни и месяцы). Луны так медленно вращаются вокруг оси, потому что они обычно приливно синхронизированы со своей планетой. В итоге из-за приливного взаимодействия спутник луны будет приближаться к ней, пока не столкнётся с поверхностью или не достигнет предела Роша и не будет разорван на куски, образовав кольцо.
Кольцо же в силу симметрии не испытывает приливного ускорения от тела, вокруг которого вращается. Но из-за влияния планеты и других лун оно будет нестабильным и будет довольно быстро рассеиваться. Образоваться новое кольцо же может довольно просто - в результате столкновения луны с крупным астероидом или кометой, чего не скажешь о захвате спутника луны.
Луны же у планет обычно не испытывают таких трудностей, как спутники лун, поэтому они встречаются повсеместно, в отличие от последних.
|
|
|
| |
| Desert | Дата: Четверг, 20.02.2014, 21:41 | Сообщение # 69 |
Наблюдатель
Группа: Новички
Российская Федерация
Сообщений: 6
Награды: 0
Статус: Offline
| Честно говоря, очень понравилась программа, и ее любовь ко всем мелочам. Сижу в ней недавно и планет с жизнью, кроме земли, конечно, не находил. Вообще вроде как бытует мнение, что жизнь в системах с двойными и кратными звездами невозможна, так как эти звезды неоднородно будут освещать такие планеты из-за постоянного изменения расстояний между такими планетами и такими звездами, плюс в таких системах часто на близких орбитах бывают планеты гиганты (точнее предсказано, что они там есть)
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Пятница, 21.02.2014, 14:15 | Сообщение # 70 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Цитата Desert ( ) Вообще вроде как бытует мнение, что жизнь в системах с двойными и кратными звездами невозможна, так как эти звезды неоднородно будут освещать такие планеты из-за постоянного изменения расстояний между такими планетами и такими звездами
Это неверно. Обычно в двойных звёздах разница в светимости компонентов составляет порядки. Не важно где находится планета - вращающейся вокруг одной звезды или обеих, но в подавляющем большинстве случаев вторая звезда системы будет выглядеть просто как яркая звезда на небе. Может даже ярче Луны, но всё же недостаточно яркая, чтобы повлиять на климат.
Может быть имелось в виду, что существование планет на устойчивых орбитах в системах двойных звёзд невозможно. Но наблюдения уже давно опровергли эту точку зрения.
Цитата Desert ( ) плюс в таких системах часто на близких орбитах бывают планеты гиганты (точнее предсказано, что они там есть)
А это вообще неправда. Где вы это взяли?
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Четверг, 24.04.2014, 15:31 | Сообщение # 71 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Как раз об обитаемых планетах у двойных звёзд. Две статьи, одна о собственно планетах, вторая о лунах. Авторы статей провели расчёты и показали, что тесные двойные звёзды могут быть более пригодны для жизни, чем одиночные. Всё из-за низкой активности звёзд: нет вспышек - нет разрушающего воздействия на атмосферу и гидросферу. А активность двойных звёзд низка из-за их медленного осевого вращения, которое стало таковым из-за приливного торможения.
http://compulenta.computerra.ru/universe/SETI/10008045/
http://compulenta.computerra.ru/universe/SETI/10012202/
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Четверг, 24.04.2014, 15:34 | Сообщение # 72 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Ещё пара статей (спасибо Duke). Первая о знаменитом экваториальном хребте Япета. Ещё одно подтверждение в пользу того, что он произошел из-за выпадания вещества кольца, некогда окружавшего этот спутник.
http://compulenta.computerra.ru/universe/explore/10012568/
Вторая - о жизнепригодности планеты. Из второй части статьи можно сделать вывод, что терраформированная Венера будет вполне пригодна для жизни, несмотря на медленное вращение.
http://compulenta.computerra.ru/universe/SETI/10012554/
|
|
|
| |
| dubor | Дата: Пятница, 25.04.2014, 10:56 | Сообщение # 73 |
Космонавт
Группа: Пользователи
Пират
Сообщений: 65
Награды: 0
Статус: Offline
| Цитата Ещё одно подтверждение в пользу того, что он произошел из-за выпадания вещества кольца, некогда окружавшего этот спутник.
В таком случае можно в генератор добавить вероятность создания таких же хребтов. Очевидно, что не повсеместно и не на всех телах (видимо, подходят те, что лишены атмосферы и чьи кольца неустойчивы, т.е. спутники планет-гигантов), но все же.
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Суббота, 11.04.2015, 18:39 | Сообщение # 74 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Интересное исследование появилось сегодня в Архиве от коллектива учёных из Германии, Швейцарии и Франции (http://arxiv.org/abs/1504.01558). Они исследовали влияние различных звезд главной последовательности на климат подобных Земле экзопланет с помощью трёхмерной модели климата Земли для местных и динамических процессов. Вычисления были выполнены для планет с подобными Земной атмосферами на орбитальных расстояниях, где общая суммарная энергия, получаемая планетами от различных родительских звёзд, равняется солнечной константе. Эта модель также включает в себя учёт эффекта нагрева озонового слоя излучением. Различное распределение энергии в спектрах звёзд различных классов приводит к отличным друг от друга вертикальным температурным структурам атмосфер. Сильная зависимость поглощательных и рассеивающих свойств атмосферы от длины волны приводит к изменениям циклов положительной обратной связи климата, а именно связи водного пара и льда, т.е. к изменениям альбедо.
Авторы указывают, что на подобной Земле планете будут более высокие поверхностные температуры, обращающейся вокруг звезды K-типа, и более низкие температуры на планете, обращающейся вокруг звезды F-типа по сравнению с такой же планетой, обращающейся вокруг звезды типа Солнца. И наоборот, стратосфера планет у F-звёзд будет нагрета сильнее, чем стратосфера планет у K-звёзд по причине более сильного поглощения излучения звезды озоном.
Источник: http://www.astronomy.ru/forum....3221714
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Вторник, 21.04.2015, 12:34 | Сообщение # 75 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Вот как должны выглядеть хвосты испаряющихся планет:
В Архиве появилась статья об открытии новой испаряющейся каменной планеты в области №1 миссии K2! (The K2-ESPRINT Project I: Discovery of the Disintegrating Rocky Planet with a Cometary Head and Tail EPIC 201637175b). Планета находится в системе двойного красного карлика EPIC 201637175, и обращается с периодом 9.15 часов вокруг более яркой компоненты - звезды M0V, имеющей светимость всего 6.3 % светимости Солнца (несмотря на это, поверхностная темп-ра планеты составляет тысячи Кельвин). Глубина транзита изменяется в пределах от 0 до 1.3%. Наземные наблюдения на телескопах метрового размера и на Большом Канарском Телескопе (GTC) подтвердили переменную глубину транзитов (открытую Кеплером), позволили улучшить эфемериду и открыть изменение формы транзита. Эти наблюдения также позволили указать на зависимость глубины транзита от длины волны света, что говорит об испарении пыли от планеты под действием звёздного света. "Ударная" волна обнаруживается не только на выходе из транзита, но и, в меньшей степени, до входа в него. Это указывает на наличие большого отстающего и меньшего лидирующего кометоподобных пылевых хвостов, размеры которых значительно превышают размер сферы Хилла планеты, а сама она может быть примерно вдвое меньше радиуса сферы Хилла.
По модельным прикидкам, скорость потери массы составляет 1.5×1011 г/с, что приводит к времени полного исчезновения планеты от 20 до 70 млн лет для случая массы планеты, равной массе Луны и массе Меркурия соответственно.
Предполагается, что причиной сближения планеты со звездой мог послужить механизм Козаи-Лидова, т.е. из-за возмущений сильно наклонной орбиты планеты со стороны второй звезды (которая удалена на спроектированное расстояние ~430 а.е. от родительской звезды).
Всего это уже третья обнаруженная планета подобного типа (после KIC 12557548b и KOI-2700b).
Источник: http://www.astronomy.ru/forum....3236043
|
|
|
| |
ENG
Новый сайт
