Земля по сравнению с 3 потенциально обитаемыми экзопланетами
Kepler 186f — от нас на расстоянии 582 световых лет
Kepler 442b — от нас на расстоянии 1100 световых лет
Kepler 62f — от нас на расстоянии 1200 световых лет
Kepler 186f — от нас на расстоянии 582 световых лет
Kepler 442b — от нас на расстоянии 1100 световых лет
Kepler 62f — от нас на расстоянии 1200 световых лет
Взяв за основу систему TRAPPIST-1, ученые смоделировали, как атмосферы планет околоземной массы могут сосуществовать с излучением подобных звезд. Оказалось, с очень большими проблемами.
Иллюстрация планет системы TRAPPIST-1 в представлении художника.
Чтобы на поверхности планеты была жидкая вода, у нее должна держаться достаточно плотная атмосфера. К счастью, астрономы могут искать и изучать атмосферы по изменениям излучения звезды, когда экзопланета пролетает на ее фоне. Вот только планет много, а для сбора подходящих данных требуются продолжительные наблюдения. Одна из таких целей для наблюдений — система TRAPPIST-1 с семью каменистыми планетами, четыре из которых сравнимы по массе с Землей и находятся в «обитаемой» зоне.
Авторы нового исследования, препринт которого выложен на arXiv, решили проверить, есть ли на этих планетах атмосферы, смоделировав условия системы. Чтобы иметь возможность масштабировать результаты работы на другие потенциально обитаемые миры, они не стали строго придерживаться параметров конкретных планет системы TRAPPIST-1. Так ученые проигнорировали оценки плотности, рассчитав радиусы смоделированных планет по массе (0,8, 1 и 1,2 массы Земли), исходя из плотности нашей планеты (5,5 грамма на кубический сантиметр).
Целью исследователей было посмотреть, как атмосферы таких планет выдерживают воздействие маломассивной звезды спектрального класса М — вроде той, что находится в центре TRAPPIST-1. Для этого они применили модель верхней атмосферы под названием Kompot Code, которая описывает одномерную термохимическую структуру «поверхности» атмосферы на границе с космосом.
В использованную модель заложено более 500 реакций 63 химических элементов. Она учитывает воздействие различных механизмов нагрева и охлаждения. В частности, рентгеновского и инфракрасного излучений, а также охлаждающего эффекта от углекислого газа в верхних слоях атмосферы.
Инфографика, иллюстрирующая планеты системы TRAPPIST-1 и Солнечной системы, относительно их плотности и удаления от звезды.
Сопоставив смоделированные данные с параметрами TRAPPIST-1, ученые пришли к выводу, что большинство планет этой системы не могли сохранить свои атмосферы, независимо от их состава. Под излучением звезды верхние слои атмосферы должны были нагреться настолько, что молекулы начали вылетать из поля тяготения планеты.
С учетом возраста системы (по одной из оценок, примерно 7,6 миллиарда лет), даже если бы там была атмосфера в 100 раз массивнее земной, она бы вся уже рассеялась. По предположению авторов, аналогичная история должна быть у всех планет земного типа, находящихся рядом со звездами спектрального класса М.
Результаты моделирования подтверждают итоги наблюдений. Ни на одной из планет системы не обнаружили признаков наличия водородной атмосферы. По данным телескопа «Джеймс Уэбб», на планетах TRAPPIST-1b и TRAPPIST-1с нет плотных атмосфер. Согласно другой работе, в атмосфере TRAPPIST-1c не доминируют ни СO2, ни O2.
Хотя авторы новой работы заявили, что ни на одной из планет TRAPPIST-1 не могла сохраниться атмосфера, отметим, что плотность этих планет говорит об обратном. У всех них плотность ниже плотности Земли и Венеры, притом что масса многих сопоставима с земной. Сложно представить, как это возможно без наличия атмосферы из легких элементов. Остается дожидаться данных новых наблюдений за этими объектами.
Изображение молодой области звездообразования с разноцветной туманностью
В 2023 году космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) помог идентифицировать сотни свободно плавающих «планет-изгоев», планет, которые не вращаются вокруг родительской звезды. Теперь астрономы обнаружили, что пара этих планет может излучать загадочные, трудно интерпретируемые радиосигналы.
Планеты-изгои, обнаруженные JWST, расположены в туманности Ориона, к которой уже давно прикованы взгляды астрономов. Всего таких планет насчитывается более 500. Это открытие стало возможным благодаря способности JWST улавливать инфракрасное излучение, производимое этими относительно молодыми планетами.
Однако, как ни странно, около 80 из этих планет существуют в виде пар. Планеты, похожие по массе на Юпитер, вращаются вокруг друг друга на расстояниях, в 25-400 раз превышающих расстояние между Землей и Солнцем.
Эти объекты, называемые «двойными объектами массы Юпитера» (JuMBO), представляют собой загадку для астрономов, поскольку существование этих миров бросает вызов современным теориям формирования планет.
Некоторые ученые полагают, что эти объекты могут быть даже не планетами, а ранее неизвестными объектами, которые больше планет, но меньше коричневых карликов, которых иногда называют «неудавшимися звездами», потому что они стирают грань между планетами и звездами.
Данные JWST показали, что JuMBO генерируют инфракрасное излучение, но авторы нового исследования хотели посмотреть, производят ли эти «танцующие» объекты радиоволны. Все потому, что разные классы космических объектов производят разные модели радиоизлучения. Например, такие планеты, как Юпитер, излучают несколько типов радиосигналов, в том числе излучения гигагерцовой частоты, в тысячи раз более высокие, чем FM-сигнал, отчасти из-за их магнитных полей.
Чтобы найти радиоволновые «снимки» туманности Ориона, где находятся JuMBO, ученые просмотрели архивы наблюдений Национальной радиоастрономической обсерватории США (NRAO). Они нашли только одну пару, которая, по-видимому, излучает радиоволны: JuMBO 24. Это само по себе является странностью среди таких объектов, поскольку это самые тяжелые из JuMBO, а также самое узкое пространство между составляющими его планетами.
Данные за десятилетний период, собранные исследовательской группой, показали, что радиоволны оставались стабильными, но сильными, с мощностью примерно четверть тонны в тротиловом эквиваленте и частотами от 6 до 10 гигагерц. Радиоволны также не имели круговой поляризации, а это означает, что им не хватало спиральных, закручивающих электрических полей. Но от сигналов, создаваемых планетами, астрономы ожидают совсем не этого.
Даже если JuMBO 24 – это не пара планет, а другой тип космического дуэта, сигналы необычны. Сигналы коричневых карликов сильно отличаются от недавно обнаруженных радиолучей. Яркость и частота лучей даже исключали возможность существования пульсаров – быстро вращающихся ядер мертвых звезд, которые через равные промежутки времени производят импульсы радиоволн.
Поскольку исследования зашли в тупик, команда обращается к Очень Большому Массиву NRAO в Нью-Мексико для сбора данных со свободно плавающих планет. До тех пор радиосигналы останутся загадкой.
Они пережили превращение звезды в красного гиганта
Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» напрямую рассмотрел двух кандидатов в экзогиганты у двух загрязненных металлами белых карликов. Если открытия подтвердятся в дальнейшем, то это будут самые старые на сегодня известные экзопланеты, наблюдавшиеся напрямую. Это, в свою очередь, продемонстрирует, что планеты-гиганты на широких орбитах могут пережить финальные этапы эволюции звезд. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.
Несмотря на то, что на текущий момент известно более пяти тысяч экзопланет, у ученых по-прежнему мало данных наблюдений за экзопланетами у проэволюционировавших звезд. В теории планеты, расположенные вблизи звезды, будут разрушены приливными силами или поглощены звездой на стадии красного гиганта, а внешние планеты (орбиты дальше Главного пояса астероида в Солнечной системе) выживут и могут мигрировать на более дальнюю орбиту. Вокруг белых карликов также встречаются экзопланеты или следы планетного вещества в виде загрязняющего компонента атмосфер белых карликов.
Группа астрономов во главе с Сьюзен Маллалли (Susan E. Mullally) из Института исследований космоса с помощью космического телескопа сообщила об открытии двух кандидатов в экзопланеты в виде двух точечных инфракрасных источников у двух загрязненных белых карликов. Оно было сделано в ходе прямых наблюдений за карликами при помощи прибора MIRI «Джеймса Уэбба» в феврале и июле 2023 года.
В качестве целей были выбраны карлики WD 1202-232 и WD 2105-82, водородные атмосферы которых демонстрируют признаки аккреции богатого металлами вещества. WD 1202–232 находится на расстоянии 34 световых года от Солнца, обладает массой 1,3 массы Солнца и образовался 0,9 миллиарда лет назад при общем возрасте звезды (возраст звезды до схода с главной последовательности вместе с возрастом остывания) 5,3 миллиарда лет. Масса WD 2105−82 составляет 2,5 массы Солнца, он находится на расстоянии 52,7 светового года от Солнца и образовался 0,83 миллиарда лет при общем возрасте звезды 1,6 миллиарда лет. WD 2105-82 также является замагниченным, с напряженностью поля у полюсов примерно 50 килогаусс.
Кандидат в экзопланету WD 2105-82b находится на круговой орбите вокруг своего карлика с радиусом 34,62 астрономической единицы и периодом 243 года, его масса оценивается в 1-2 массы Юпитера. Когда звезда находилась на главной последовательности планета могла быть на удалении 9,7 астрономической единицы от нее.
WD 1202—232b характеризуется массой 1-7 масс Юпитера и находится на круговой орбите с радиусом 11,47 астрономической единицы и периодом 50 лет. Когда звезда находилась на главной последовательности планета могла быть на удалении 5,3 астрономической единицы от нее.
Недавнее открытие космическим телескопом "Хаббл" водяного пара в атмосфере экзопланеты GJ 9827d, без сомнения, является самой захватывающей новостью об экзопланетах в начале этого года. Считается, что это самая маленькая экзопланета с водяным паром, обнаруженная на сегодняшний день.
Поиск внеземной жизни неразрывно связан с наличием воды на планетах, вращающихся вокруг других звезд. Вода вездесуща во Вселенной и необходима для всех форм жизни, какие мы знаем. Она играет ключевую роль, выступая в качестве растворителя, а значит, способна растворять различные вещества и облегчать фундаментальные химические реакции в клетках, будь то животные, растения или микроорганизмы.
Недавнее обнаружение в данных космического телескопа "Хаббл" водяного пара в атмосфере экзопланеты GJ 9827d, расположенной в 97 световых годах от Земли, стало важным открытием, поскольку это самая маленькая экзопланета с водяным паром, обнаруженная на сегодняшний день. Исследование, проведенное международной группой ученых, в том числе сотрудниками Монреальского университета и Института астрономии Макса Планка, было опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters.
GJ 9827d, расположенная в созвездии Рыб, является важным объектом изучения для астрономов. Имея диаметр примерно в два раза больше земного, эта планета отличается скромными размерами по сравнению с часто наблюдаемыми газовыми гигантами. Поэтому обнаружение водяного пара в ее атмосфере нельзя недооценивать. Это первый случай, когда подобная особенность наблюдается на планете такого размера.
Это открытие позволяет предположить, что каменистые планеты с богатыми водой атмосферами могут быть более распространены в нашей галактике, чем предсказывают современные астрономические модели. Гипотезы о природе GJ 9827d особенно интригуют. С одной стороны, ее можно классифицировать как "мини-Нептун", характеризующийся плотной атмосферой, богатой водородом и водяным паром. Такая классификация позволила бы отнести ее к категории планет, обладающих как газообразными, так и водными характеристиками.
С другой стороны, GJ 9827d может напоминать более теплую версию Европы, ледяного спутника Юпитера, под поверхностью которого, как известно, скрываются большие запасы воды. Если последняя гипотеза подтвердится, то GJ 9827d может состоять из равных частей воды и камня, с атмосферой, в которой преобладает водяной пар, покрывающий меньшее по размеру каменистое ядро. Такая уникальная структура сделает ее ценным объектом изучения для понимания процессов, связанных с формированием и эволюцией экзопланет в нашей галактике.
Углубленный анализ GJ 9827d стал возможен благодаря широкоугольной камере 3 (WFC3) на космическом телескопе "Хаббл". Этот ультрафиолетовый/инфракрасный спектрограф четвертого поколения является важнейшим инструментом для изучения экзопланет. WFC3 способен получать данные в широком спектре длин волн, что позволяет проводить детальный анализ атмосферных компонентов наблюдаемых планет.
Издание Ars Technica и The Spectator сообщают наперебой, что упорный слух о том, что космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил планету с явными признаками жизни, достиг нового пика в научном сообществе.
Источники:
Мятежная планета, бастион древних сибиряков, затаившийся крот | Новости науки
https://oper.ru/news/read.php?t=1051626381
В этом выпуске:
00:00 Начало
00:36 Планета, которая сломала все теории
03:02 Что может изменить жизнь гражданина
04:30 Как размножился вымерший крот
07:58 Подарок Дементию от Деда Мороза
09:45 Где жили доисторические сибиряки
12:36 Почему плохо быть оптимистом
Аудиоверсия:
https://oper.ru/video/getaudio/nauka_mole.mp3
Erid: 2SDnjcNSTw6
Выспаться, провести генеральную уборку, посмотреть все новые сериалы и позаниматься спортом. Потом расстроиться, что время прошло зря. Есть альтернатива: сесть за руль и махнуть в путешествие. Как минимум, его вы всегда будете вспоминать с улыбкой. Собрали несколько нестандартных маршрутов.
Фото из исходного поста
Так а что на фото в исходом посте считать планетой? Уверен, что автор заметки считает таковой яркое желтое пятно правее и ниже звезды. На пояснительной иллюстрации ниже я ее обвел [красным].
Но при вращении газопылевых сгустков вокруг звезды, внутренние сгустки вращаются быстрее внешних.
В результате нижний кусок [зеленый] огромного сгустка [синего], будет опережать остальную часть огромного сгустка и оторвется от него, а "планета" [красная], наоборот, сольется.
Допустим, вращение происходи
Так что правильно было бы сказать, что здесь мы видим формирование сразу нескольких планет, и хрен пойми еще, сколько их в итоге получится.
Нашел хорошие визуализации в этом коротком видео (в самом начале и во второй половине):