stringtranslate.com

Мини-Нептун

Художественная концепция мини-Нептуна или «газового карлика».

Мини -Нептун (иногда известный как газовый карлик или переходная планета ) — это планета, менее массивная, чем Нептун , но напоминающая Нептун тем, что она имеет плотную водородно - гелиевую атмосферу, вероятно, с глубокими слоями льда, камней или жидких океанов (состоящих из вода , аммиак , смесь того и другого или более тяжелые летучие вещества). [1]

Газовый карлик — это газовая планета со скалистым ядром , скопившим толстую оболочку из водорода, гелия и других летучих веществ , в результате чего общий радиус ее составляет от 1,7 до 3,9 радиусов Земли (1,7–3,9  R 🜨 ). Этот термин используется в трехуровневой классификации, основанной на металличности , для короткопериодических экзопланет , которая также включает каменистые планеты земного типа с R менее 1,7  🜨 и планеты с R более 3,9  🜨 , а именно ледяные гиганты и газовые гиганты . гиганты . [2]

Характеристики

Теоретические исследования таких планет во многом основаны на знаниях об Уране и Нептуне. Без плотной атмосферы ее можно было бы классифицировать как планету-океан . [3] По оценкам, разделительная линия между каменистой планетой и газообразной планетой составляет около 1,6–2,0 радиуса Земли. [4] [5] Планеты с большими радиусами и измеренной массой в основном имеют низкую плотность и требуют расширенной атмосферы для одновременного объяснения их масс и радиусов, а наблюдения показывают, что планеты размером более примерно 1,6 земного радиуса (и более массивные, чем примерно 6 Земные массы) содержат значительное количество летучих веществ или газа H–He, вероятно, приобретенных во время формирования. [6] [1] Такие планеты, по-видимому, имеют разнообразный состав, который не может быть хорошо объяснен единым соотношением массы и радиуса, как это обнаружено для более плотных, каменистых планет. [7] [8] [9] [10] [11] [12]

Нижний предел массы может широко варьироваться для разных планет в зависимости от их состава; разделительная масса может варьироваться от единицы до 20 M E . Меньшие газовые планеты и планеты, расположенные ближе к своей звезде, будут терять атмосферную массу быстрее за счет гидродинамического выхода, чем более крупные планеты и планеты, расположенные дальше. [13] [14] [15] Газовая планета с малой массой все еще может иметь радиус, напоминающий радиус газового гиганта, если у нее правильная температура. [16]

Нептуноподобные планеты встречаются значительно реже, чем субнептуны, несмотря на то, что они лишь немного больше. [17] [18] Эта «радиусная скала» отделяет субНептуны (радиус <3 земных радиусов) от Нептунов (радиус > 3 земных радиусов). [17] Считается, что это происходит потому, что во время формирования, когда газ аккрецирует, атмосферы планет такого размера достигают давления, необходимого для вытеснения водорода в океан магмы, останавливая рост радиуса. Затем, как только океан магмы насытится, рост радиуса может продолжиться. Однако планеты, на которых достаточно газа для достижения насыщения, встречаются гораздо реже, поскольку им требуется гораздо больше газа. [17]

Примеры

Самая маленькая известная внесолнечная планета, которая могла бы быть газовым карликом, — это Кеплер-138d , которая менее массивна, чем Земля , но имеет на 60% больший объем и, следовательно, имеет плотность.2.1+2,2
−1,2 г/см 3 , что указывает либо на значительное содержание воды [19], либо, возможно, на толстую газовую оболочку. [20] Однако более поздние данные свидетельствуют о том, что она может быть более плотной, чем считалось ранее, и вместо этого может быть планетой-океаном . [21]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб Д'Анджело, Г.; Боденхаймер, П. (2016). «Модели формирования in situ и ex situ планет Кеплера 11». Астрофизический журнал . 828 (1): там же. 33. arXiv : 1606.08088 . Бибкод : 2016ApJ...828...33D. дои : 10.3847/0004-637X/828/1/33 . S2CID  119203398.
  2. ^ Три режима внесолнечных планет, выведенные на основе металличности родительской звезды, Buchhave et al.
  3. ^ Оптические и ближние инфракрасные наблюдения за транзитом супер-Земли GJ1214b: водный мир или мини-Нептун?, EJW de Mooij (1), М. Броги (1), RJ de Kok (2), Дж. Коппенхофер (3, 4), С.В. Нефс (1), ИАГ Снеллен (1), Й. Грейнер (4), Й. Ханс (1), Р. К. Хайнсбрук (1), Ч. Л. Ли (3), П. П. ван дер Верф (1),
  4. ^ Архитектура многотранзитных систем Кеплера: II. Новые расследования с вдвое большим количеством кандидатов: Дэниел К. Фабрики, Джек Дж. Лиссауэр, Дэрин Рагозин, Джейсон Ф. Роу, Эрик Агол, Томас Барклай, Натали Баталья, Уильям Боруки, Дэвид Р. Чиарди, Эрик Б. Форд, Джон С. Гири, Мэтью Дж. Холман, Джон М. Дженкинс, Джи Ли, Роберт С. Морхед, Ави Шпорер, Джеффри С. Смит, Джейсон Х. Стеффен, Мартин Стилл.
  5. ^ Когда поверхность экзопланеты станет земной?, blogs.scientificamerican.com, 20 июня 2012 г.
  6. ^ Д'Анджело, Г.; Боденхаймер, П. (2013). «Трехмерные радиационно-гидродинамические расчеты оболочек молодых планет, встроенных в протопланетные диски». Астрофизический журнал . 778 (1): 77 (29 стр.). arXiv : 1310.2211 . Бибкод : 2013ApJ...778...77D. дои : 10.1088/0004-637X/778/1/77. S2CID  118522228.
  7. ^ Бенджамин Дж. Фултон и др. «Обзор Калифорния-Кеплер. III. Пробел в распределении малых планет по радиусам».
  8. ^ Кортни Д. Дрессинг и др. «Масса Кеплера-93b и состав планет земной группы»
  9. ^ Лесли А. Роджерс «Большинство планет с радиусом Земли 1,6 не скалистые»
  10. ^ Лорен М. Вайс и Джеффри В. Марси. «Соотношение массы и радиуса для 65 экзопланет размером менее 4 радиусов Земли»
  11. ^ Джеффри В. Марси, Лорен М. Вайс, Эрик А. Петигура, Ховард Исааксон, Эндрю В. Ховард и Ларс А. Буххейв. «Появление и структура ядра-оболочки планет размером в 1–4 раза больше Земли вокруг звезд, подобных Солнцу»
  12. ^ Джеффри В. Марси и др. «Массы, радиусы и орбиты малых планет Кеплера: переход от газообразных к скалистым планетам»
  13. ^ Фэн Тянь; Тун, Оуэн Б.; Павлов, Александр А.; Де Стерк, Х. (10 марта 2005 г.). «Транзвуковой гидродинамический выход водорода из атмосфер внесолнечных планет». Астрофизический журнал . 621 (2): 1049–1060. Бибкод : 2005ApJ...621.1049T. CiteSeerX 10.1.1.122.9085 . дои : 10.1086/427204. S2CID  6475341. 
  14. ^ Отношения массы и радиуса экзопланет, Дамиан С. Свифт, Джон Эггерт, Дэмиен Г. Хикс, Себастьен Хэмель, Кайл Касперсен, Эрик Швеглер и Гилберт В. Коллинз
  15. ^ Мартинес, Синтия Ф.; Кунья, Катя; Гецци, Луан; Смит, Верн В. (10 апреля 2019 г.). «Спектроскопический анализ выборки обзора Калифорния-Кеплер. I. Параметры звезды, планетарные радиусы и наклон радиусной щели». Астрофизический журнал . 875 (1). Американское астрономическое общество: 29. doi : 10.3847/1538-4357/ab0d93 . hdl : 10150/633733 .
  16. ↑ Соотношение массы и радиуса для газообразных планет с очень малой массой, Константин Батыгин , Дэвид Дж. Стивенсон, 18 апреля 2013 г.
  17. ^ abc «Почему так много экзопланет субНептуна?». 17 декабря 2019 г.
  18. ↑ Избыток субнептунов на экзопланетах, объясненный кризисом фугитивности, Эдвин С. Кайт, Брюс Фегли-младший, Лаура Шефер, Эрик Б. Форд, 5 декабря 2019 г.
  19. ^ Джонтоф-Хуттер, Д; Роу, Дж; и другие. (18 июня 2015 г.). «Масса экзопланеты Кеплер-138b размером с Марс по данным транзита». Природа . 522 (7556): 321–323. arXiv : 1506.07067 . Бибкод : 2015Natur.522..321J. дои : 10.1038/nature14494. PMID  26085271. S2CID  205243944.
  20. ^ Экзопланета земной массы не является близнецом Земли - газообразная планета бросает вызов предположению, что планеты земной массы должны быть каменистыми.
  21. ↑ Тиммер, Джон (15 декабря 2022 г.). «Ученые, возможно, нашли первые водные миры». Арс Техника . Проверено 17 декабря 2022 г.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки