Астрономия

Почему каменистые и маленькие планеты ближе к Солнцу, а большие газовые гиганты дальше?

Почему каменистые и маленькие планеты ближе к Солнцу, а большие газовые гиганты дальше?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Планеты, включая Меркурий, Венеру, Землю и Марс, являются каменистыми планетами и малы по сравнению с газовыми гигантами. И все эти планеты находятся рядом с Солнцем. Но масса прямо пропорциональна силе. Так почему бы ни одной планетой не лежать между каменистыми планетами. И если газовые гиганты лежат дальше, то почему они лежат после всех газовых гигантов Плутон?


Насколько мы понимаем формирование планет, скалистые планеты имели тенденцию формироваться ближе к Солнцу, потому что материалы, из которых они сделаны - силикаты и более тяжелые газы, - «падают» внутрь к Солнцу. В областях, близких к Солнцу, слишком тепло, чтобы более легкие газы могли конденсироваться там, поэтому более крупные газовые и ледяные гиганты имели тенденцию формироваться дальше от Солнца. Что касается транснептуновых объектов, таких как Плутон… мы не совсем уверены. Может ли кто-нибудь еще пролить свет на текущие исследования формирования пояса Койпера и Облака Оорта?


Все планеты имеют различия в зависимости от того, где они находятся и их состав. Внешние газовые гиганты сегодня настолько велики из-за того, как быстро они накапливали материал. В протопланетном диске, когда объект становится достаточно массивным, он может притягивать других за счет силы тяжести, делая этот процесс намного быстрее, чем слипание гранул за счет электромагнитных сил или случайных столкновений. Причина, по которой внешние планеты смогли стать массивными намного быстрее, чем внутренние планеты, заключается в том, что существует больше материала с большей окружностью, и этот материал может оставаться твердым, а не превращаться в газ.

Обладая большей массой, внешние планеты быстрее притягивали материал, и этот процесс был самовоспроизводящимся. Кроме того, у этих газовых гигантов была возможность собрать больше газа, чем Солнце, когда они находились дальше. Горячие юпитеры могут сбить с толку ученых из-за того, насколько они близки к своей звезде-хозяину, хотя не могли там образоваться.

Пояс Койпера и облако Оорта также являются двумя интересными темами в формировании планет и, скорее всего, являются реликтами образования планет. Это могло произойти из-за материала, который был создан вокруг этой области, а также из материала, который был выброшен газовыми гигантами на более крупные орбиты. Облако Оорта также могло образоваться в результате взаимодействия Солнца с соседними звездами, но у нас пока нет прямых наблюдений за этим облаком.


Почему газовые планеты находятся дальше от Солнца?

Солнце имеет тенденцию очищать планеты от газов. Ни солнечный ветер, ни нагревание Солнца недостаточно сильны, чтобы отталкивать газы от внешних планет. Это было правдой, когда они сформировались, и гигантские газовые шары остались с ними очень мало, потому что они такие холодные и их гравитация такая сильная.

Прежде всего, он нагревает газы. Это дает отдельным молекулам газа достаточно энергии, чтобы избежать гравитационного притяжения планеты и улететь в космос.

Во-вторых, это солнечный ветер. Солнце испускает энергичные частицы, в частности протоны, которые могут сталкиваться с молекулами газа и уносить их с планет.

Земля и Венера потеряли все свои легкие газы, но сохраняют более тяжелые. Марс и Меркурий не обладают достаточной гравитацией для этого.

У Земли и Венеры есть магнитное поле, которое отклоняет солнечный ветер и защищает атмосферу. Марс потерял магнитное поле, и это считается причиной потери атмосферы. У Меркурия никогда не бывает сильного магнитного поля.

Как только вы пройдете мимо Марса, интенсивность солнца будет намного меньше, и поэтому тепловой эффект будет недостаточно сильным, чтобы дать молекулам газа достаточно энергии для выхода.

Внешние планеты холодные. Прямое Солнце не дает много тепла, а ядра этих планет маленькие, и они не были такими горячими, как Земля и Марс. У них нет ядер со значительными радиоактивными источниками тепла, поскольку эти источники представляют собой тяжелые элементы, а тяжелые элементы имеют тенденцию накапливаться ближе к Солнцу, когда они образовались, то есть Меркурий, Венера, Земля, Марс.

Наконец, внешние планеты не обладают сильным магнитным полем, но солнечный ветер менее интенсивен, а гравитация планет больше, поэтому этот процесс не оказывает большого влияния.

Хотя у некоторых газовых гигантов может быть небольшое твердое ядро, газы не были удалены по причинам, описанным выше, и у нас есть очень массивные газовые гиганты далеко от Солнца.


Почему у солнца нет каменистого ядра?

Если в формировании нашей солнечной системы каменистые планеты обычно находятся ближе всего к Солнцу, то почему у Солнца нет каменистого ядра?

Изменить: наше Солнце как звезда третьего поколения родилось из остатков звезды второго поколения и, в свою очередь, звезды первого поколения до этого. Таким образом, эта солнечная система началась с более тяжелых элементов, выкованных из предыдущих сверхновых. Мой первоначальный вопрос исходит из моего понимания (возможно, неправильно задуманного), что наше Солнце изначально было водородом и теперь содержит гелий в результате его синтеза, а также что оно не может содержать железо, поскольку железо убивает звезды.

Когда я говорю о «каменных планетах» и «каменном ядре», я не имел в виду твердое или жидкое. Я намеревался обратиться к более тяжелым элементам (жидким или твердым).

Другой аспект, который входит в мой вопрос, заключается в том, что я понимаю, что элементарное железо является звездным убийцей, и что когда звезда создает более тяжелые элементы, когда она достигает точки, где производится железо, звезда коллапсирует. - если бы Солнце было составлено из обломков предыдущей сверхновой звезды, где существовали более тяжелые элементы, - разве Солнце не содержит железа? А может чего не происходить? Что мне не хватает в этом утюге-убийце звезд? И что мне не хватает в сортировке и формировании протозвездной системы или протозвездных элементов?

Потому что горные породы - это твердое состояние вещества, а температура на солнце слишком высока, чтобы поддерживать это состояние.

Слегка упрощенно сказать, что скала - это замороженная материя, разновидность материи с высокой температурой замерзания. Температура внутри на солнце слишком высока, чтобы вещество могло "замерзнуть".

Другое объяснение состоит в том, что материя в ядре Солнца намного проще, чем в каменистых планетах, но это второстепенное соображение.

Я понимаю, что звезды определенной массы будут продолжать синтез до 26-го элемента, железа, где больше не будет энергии, полученной при синтезе. Затем он взорвется или превратится в сверхновую, в зависимости от массы. Железо находится в жидком или твердом состоянии? А вы слышали о гипотетической Железной звезде?

Может ли звезда любого типа иметь твердое железное ядро ​​в определенный период своего жизненного цикла, если у нее достаточно низкая температура? Или он всегда расплавлен?

Утверждать, что даже у Земли есть твердое ядро, вводит в заблуждение. Ядро Земли металлическое (железо + никель). В то время как внутреннее ядро ​​твердое, внешнее ядро ​​жидкое. Металлы плотные, поэтому, когда Земля остыла и дифференцировалась, они мигрировали к центру масс.

Конечно, железо и никель не были созданы во время Большого взрыва, они должны были образоваться в ядерных топках звезд (таких как наше Солнце). Это касается всех природных элементов тяжелее гелия. Но, как утверждали другие, температуры просто слишком высоки для твердения материи.

Также имейте в виду, что сами звезды - это просто сжатые, чистые газовые облака, в основном состоящие из водорода.

H_C_Chinaskl, вы близки к тому, что я ищу. Но как же отсортировать обломки предыдущей сверхновой звезды так, чтобы звезда, наше Солнце, содержала только чистый газ (водород и все остальное, из чего состоит этот газ) и исключала любые более тяжелые элементы, такие как железо и тому подобное.

Звезды и планеты образуются разными способами, и это хороший пример того, как это приводит к разным композициям.

Звезда образуется из коллапсирующей протозвездной туманности, которая почти полностью состоит из водорода и гелия. Если плотность туманности достаточно высока, она схлопнется. Когда он схлопывается, он слегка нагревается (адиабатический нагрев), затем остывает, излучая тепло, затем еще больше схлопывается и т. Д. В конце концов он достигнет плотности, при которой он схлопнется в плотную сферу материи, протозвезду.

Одним из основных последствий образования протозвезды является то, что она концентрирует угловой момент, поэтому звезда будет вращаться, и останки туманности вокруг звезды также будут вращаться. Это приведет к тому, что туманность превратится в дискообразную форму (протопланетарный диск), а на звезду упадет дополнительный материал. По мере того, как звезда нагревается, она нагревается, она создает звездный ветер и нагревает также оставшийся поблизости материал. Это вырывает большую часть оставшегося H / He вблизи звезды и концентрирует тяжелые элементы ближе к звезде. Вот почему у звезды будет гораздо более высокое отношение H / He к «металлам», чем у планет, и почему планеты, расположенные ближе к звезде, в основном каменистые, а дальние (в «более холодных» частях протопланетарного диска) - более загазованные.


Почему каменистые и маленькие планеты ближе к Солнцу, а большие газовые гиганты дальше? - Астрономия

Позвольте мне ответить на этот вопрос, процитировав запись в FAQ sci.astro.

Любая теория образования Солнечной системы должна объяснять, по крайней мере, два следующих наблюдения: Во-первых, планеты, за исключением Плутона, вращаются почти в одной плоскости («эклиптике»). Во-вторых, четыре внутренние планеты маленькие и каменистые, а четыре внешние - большие и газообразные. Одна теория, которая достаточно хорошо объясняет эти наблюдения, - это модель диска.

Считается, что Солнце образовалось в результате коллапса большого межзвездного газового облака. Первоначальное облако, вероятно, было в тысячи раз больше нынешней Солнечной системы. Изначально облако имело очень низкую скорость вращения (по сути, ни одно из этих облаков не могло иметь точно нулевую скорость вращения). Когда он схлопнулся, он начал вращаться быстрее (так же, как фигуристка будет вращаться быстрее, если подтянуть руки к бокам - этот принцип известен как «сохранение углового момента»). Однако процесс коллапса не эффективен на 100%, поэтому часть материала не попала в прото-Солнце. Оставшийся вращающийся газ превратился в диск.

Помимо газа, межзвездные облака также могут содержать пыль. Следовательно, вращающийся диск состоял из пылинок и газа. В процессе оседания в диск - и даже после того, как диск сформировался - частицы пыли начали сталкиваться и слипаться. Изначально довольно маленький, этот процесс слипания сталкивающихся пылинок (известный как «аккреция») начал накапливать более крупные пылинки. Процесс аккреции продолжался: крупные частицы пыли срастались, образуя мелкую гальку, мелкая галька срасталась, образуя крупные гальки, галька, образующая камни, камни, образующие валуны, и т.д. . Однако по мере того, как частицы становились больше, они проявляли большую гравитационную силу и притягивали к себе более мелкие частицы. Следовательно, однажды начавшись, процесс аккреции действительно может ускориться.

Сам процесс обрушения может генерировать значительное количество тепла. Более того, по мере того, как масса Солнца росла, оно в конечном итоге достигло точки, при которой реакции синтеза в его ядре могли поддерживаться. В результате в середине диска находился источник тепла: внутренние части диска были теплее внешних.

Во внутренней части диска только те материалы, которые могут оставаться твердыми при высоких температурах, могли образовывать планеты. То есть частицы пыли состояли из таких материалов, как кремний, железо, никель и т.п., поскольку эти материалы срастаются и образуют горные породы. Дальше от раннего Солнца, где диск был холоднее, были не только пылинки, но и снежинки - в основном ледяные хлопья из воды, метана и аммиака. Во внешних частях диска не только частицы пыли могли срастаться, образуя камни, но и эти снежинки могли срастаться, образуя снежки.

Вода, метан и аммиак - вещества в относительно большом количестве, особенно по сравнению с веществами, образованными из кремния, железа и т.д. Система, в которой и камни, и лед могут оставаться твердыми, поэтому мы ожидаем больших планет. (Мало того, что газообразные планеты образовались из более обильных веществ, у них также было больше сырья для образования. Просто сравните размер орбиты Земли с размером орбиты Юпитера.)

Образование планет-гигантов, в частности Юпитера и Сатурна, заслуживает дополнительного комментария. В настоящее время считается, что они образовались в результате неконтролируемого процесса аккреции. Они начали медленно срастаться и, вероятно, изначально были довольно каменистыми. Однако, как только их масса достигла примерно 10-15 раз больше массы Земли, их гравитационная сила стала настолько сильной, что они могли притягивать не только другие камни и снежки вокруг себя, но также и часть газа в диске, который не замерз. лед. По мере того, как они притягивали больше материала, их гравитационная сила увеличивалась, тем самым притягивая еще больше материала и еще больше увеличивая их гравитационную силу. Результатом стала неконтролируемая аккреция и большие планеты.

Однако одна из проблем этого сценария формирования Юпитера заключается в том, что на это уходит больше времени, чем мог существовать диск. Традиционный сценарий предсказывает, что на формирование Юпитера могло потребоваться несколько миллионов лет. Алан Босс (2000, Astrophysical Journal, vol. 536, p. L101) предположил, что традиционная модель образования Юпитера неверна. Его работа показывает, что гигантская планета может также образоваться из небольших нестабильных сгустков в диске. Его идея «сверху-вниз» заключается не в том, чтобы идти «снизу вверх», как в традиционной модели, а в том, что вся область диска может стать нестабильной и довольно быстро схлопнуться, возможно, всего за несколько сотен лет.

Одним из результатов поиска планет вокруг других звезд является осознание того, что эта модель не требует, чтобы планеты всегда находились на тех же орбитах, что и сегодня. Взаимодействие между планетами, особенно планетами-гигантами, и диском материала могло привести к миграции. Планеты-гиганты могут перемещаться внутрь или наружу от своего текущего местоположения во время своего формирования. Если планеты могут перемещаться во время или вскоре после своего формирования, это облегчает объяснение присутствия Урана и Нептуна. Прямое применение вышеупомянутой модели сталкивается с несколько неловкой проблемой: время образования Урана и Нептуна больше, чем возраст Солнечной системы. Если, однако, эти планеты сформировались на более близком расстоянии, а затем мигрировали наружу, может быть легче понять, почему Уран и Нептун находятся на своем нынешнем расстоянии от Солнца. (Подробнее см. Журнал Science, том 286, 10 декабря 1999 г.)


СОДЕРЖАНИЕ

Все планеты земной группы в Солнечной системе имеют одинаковую базовую структуру, такую ​​как центральное металлическое ядро ​​(в основном железное) с окружающей силикатной мантией. Луна Земли похожа, но имеет гораздо меньшее железное ядро, другие естественные спутники, такие как Ио, Европа и Титан, также имеют внутреннюю структуру, аналогичную структуре планет земной группы.

Планеты земной группы могут иметь поверхностные структуры, такие как каньоны, кратеры, горы, вулканы и другие, в зависимости от наличия эрозионной жидкости и / или тектонической активности.

Планеты земной группы имеют вторичная атмосфера, возникшие в результате выделения газа вулканическими газами или обломков комет. Это контрастирует с внешними планетами-гигантами, атмосферы которых начальный первичные атмосферы были получены непосредственно из исходной солнечной туманности. [4]

В Солнечной системе четыре планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Только одна планета земного типа, Земля, имеет активную гидросферу.

Во время формирования Солнечной системы было много планетезималей и протопланет земного типа, но большинство из них слились с четырьмя планетами земной группы или были выброшены ими, в результате чего выжило лишь несколько планет, например 4 Весты.

Карликовые планеты, такие как Церера, Плутон и Эрида, похожи на планеты земной группы тем, что имеют твердую поверхность, но состоят из льда и камня, а не из камня и металла. Некоторые небольшие тела Солнечной системы, такие как Веста, довольно каменистые, а в случае 16 Psyche даже металлические, как Меркурий, в то время как другие, такие как 2 Паллада, более ледяные.

Большинство спутников планетарной массы представляют собой ледяной камень или даже в основном лед. Три исключения - это спутник Земли, по составу напоминающий мантию Земли, Ио Юпитера, силикатно-вулканический, и Европа Юпитера, которая, как полагают, имеет активную гидросферу.

Тенденции плотности Править

Несжатая плотность планеты земной группы - это средняя плотность ее материалов при нулевом давлении. Более высокая плотность в несжатом состоянии указывает на большее содержание металла. Плотность без сжатия отличается от истинной средней плотности (также часто называемой «объемной» плотностью), потому что сжатие внутри ядер планет увеличивает их плотность. Средняя плотность зависит от размера планеты, распределения температуры и жесткости материала, а также от состава.

Плотности планет земной группы
Объект Плотность (г · см -3) Большая полуось (AU)
Иметь в виду Несжатый
Меркурий 5.4 5.3 0.39
Венера 5.2 4.4 0.72
земля 5.5 4.4 1.0
Марс 3.9 3.8 1.52

Несжатая плотность планет земной группы стремится к более низким значениям по мере удаления от Солнца. Например, скалистая малая планета Веста, вращающаяся за пределами Марса на высоте 2,36 а.е., менее плотна, чем Марс, при 3,5 г · см -3, а более ледяная Паллада, вращающаяся на орбите на высоте 2,77 а.е., еще менее плотна при 2,9 г · см -3.

Луна Земли имеет плотность 3,3 г · см −3, а спутники Юпитера Ио и Европа - 3,5 и 3,0 г · см −3. Другие большие спутники, более ледяные, обычно имеют плотность менее 2 г · см −3. [5] [6] Карликовые планеты Церера, Плутон и Эрида имеют плотности 2,2, 1,9 и 2,5 г · см -3 соответственно. (В какой-то момент Цереру иногда называли «земным карликом», а Плутон - «ледяным карликом», но это различие больше не имеет смысла. Теперь выясняется, что Церера образовалась во внешней Солнечной системе и сама по себе является довольно ледяной.)

Расчеты для оценки плотности несжатого вещества по своей сути требуют модели структуры планеты. В случае использования посадочных устройств или космических аппаратов на нескольких орбитах эти модели ограничиваются сейсмологическими данными, а также данными о моменте инерции, полученными с орбит космических аппаратов. Там, где такие данные недоступны, неопределенность неизбежно выше. [7] Неизвестно, будут ли внесолнечные планеты земной группы в целом следовать этой тенденции.

Большинство планет, обнаруженных за пределами Солнечной системы, являются планетами-гигантами, потому что их легче обнаружить. [8] [9] [10] Но с 2005 года были обнаружены сотни потенциально внеземных планет земного типа, причем некоторые из них были подтверждены как земные. Большинство из них являются суперземлями, то есть планеты с массой между суперземлями Земли и Нептуна могут быть газовыми планетами или планетами земного типа, в зависимости от их массы и других параметров.

В начале 1990-х годов были обнаружены первые внесолнечные планеты, вращающиеся вокруг пульсара PSR B1257 + 12, с массами в 0,02, 4,3 и 3,9 раза больше массы Земли по времени пульсара.

Когда была открыта 51 Pegasi b, первая планета, обнаруженная вокруг звезды, все еще находящейся в процессе термоядерного синтеза, многие астрономы предположили, что это гигантская земная планета, [ нужна цитата ], поскольку предполагалось, что ни один газовый гигант не может существовать так близко к своей звезде (0,052 а.е.), как 51 Pegasi b. Позже выяснилось, что это газовый гигант.

В 2005 году были обнаружены первые планеты, вращающиеся вокруг звезды главной последовательности и имеющие признаки того, что они являются планетами земной группы: Gliese 876 d и OGLE-2005-BLG-390Lb. Gliese 876 d вращается вокруг красного карлика Gliese 876 в 15 световых годах от Земли, имеет массу в семь-девять раз больше Земли и период обращения всего два земных дня. OGLE-2005-BLG-390Lb имеет массу примерно в 5,5 раз больше Земли и вращается вокруг звезды на расстоянии около 21000 световых лет в созвездии Скорпиона. С 2007 по 2010 год три (возможно, четыре) потенциальных планеты земной группы были обнаружены на орбите внутри планетной системы Gliese 581. Самая маленькая, Gliese 581e, имеет массу около 1,9 земной [11], но вращается очень близко к звезде. [12] Две другие, Gliese 581c и Gliese 581d, а также спорная планета Gliese 581g являются более массивными суперземлями, вращающимися в обитаемой зоне звезды или рядом с ней, поэтому они потенциально могут быть обитаемыми вместе с Землей. -подобные температуры.

Другая, возможно, земная планета, HD 85512 b, была обнаружена в 2011 году. Ее масса как минимум в 3,6 раза больше массы Земли. [13] Радиус и состав всех этих планет неизвестны.

Первая подтвержденная экзопланета земного типа Kepler-10b была обнаружена в 2011 году миссией Кеплера, специально разработанной для обнаружения планет размером с Землю вокруг других звезд с использованием метода транзита. [14]

В том же году команда космической обсерватории Кеплера опубликовала список из 1235 кандидатов на внесолнечные планеты, в том числе шесть из них «размером с Землю» или «размером с суперземлю» (т. Е. Имеют радиус менее 2 земных радиусов) [ 15] и в обитаемой зоне своей звезды. [16] С тех пор Кеплер открыл сотни планет размером от Луны до суперземли, а также гораздо больше кандидатов в этом диапазоне размеров (см. Изображение).

В сентябре 2020 года астрономы, использующие методы микролинзирования, сообщили об обнаружении впервые планеты-изгоя земной массы (названной OGLE-2016-BLG-1928), не ограниченной какой-либо звездой и свободно плавающей в галактике Млечный Путь. [17] [18] [19]

Список экзопланет земного типа Править

Следующие экзопланеты имеют плотность не менее 5 г / см 3 и массу ниже Нептуна и, таким образом, весьма вероятно, являются земными:

Планета Kepler-10c с массой Нептуна также имеет плотность & gt5 г / см 3 и, таким образом, весьма вероятно, является земной.

Частота Править

В 2013 году астрономы сообщили, основываясь на данных космической миссии Кеплера, что в обитаемых зонах звезд, подобных Солнцу, и красных карликов в пределах Млечного Пути может быть до 40 миллиардов планет размером с Землю и сверх Земли. [20] [21] [22] 11 миллиардов из этих предполагаемых планет могут вращаться вокруг звезд, подобных Солнцу. [23] По мнению ученых, ближайшая такая планета может находиться на расстоянии 12 световых лет от нас. [20] [21] Однако это не дает оценок количества внесолнечных планет земной группы, потому что есть планеты размером с Земля, которые оказались газовыми (см. Kepler-138d). [24]

Было предложено несколько возможных классификаций планет земной группы: [25]


Планеты и кометы

После образования планетезималей столкновения продолжаются, но имеют тенденцию быть разрушительными, и выживают только самые большие планетезимали. Они продолжают расти, ассимилируя окружающий материал, включая более мелкие планетезимали, чтобы стать планетами. Состав планет, расположенных ближе к центру системы, отличается от состава более удаленных. Планеты на критическом расстоянии, где температура выше, являются каменистыми, в то время как планеты за пределами критического расстояния имеют твердые ядра и толстую газовую атмосферу. На окраинах Солнечной системы, где гравитационные силы слабы, планетезимали никогда не объединяются в планеты. Эти ледяные тела иногда блуждают по эксцентрическим орбитам, и когда они приближаются к Солнцу, мы знаем их как кометы.


Почему в нашей солнечной системе нет газовых гигантов, близких к Солнцу?

По мере того, как мы узнаем больше о далеких солнечных системах, становится ясно, насколько странна на самом деле Вселенная. И, что еще больше обескураживает, насколько необычна наша Солнечная система. И это начинается с нашего любопытного отсутствия так называемых «горячих Нептунов».

Горячие Нептуны и их еще более крупные аналоги, известные как горячие Юпитеры, - это газовые планеты-гиганты, которые вращаются очень близко к своей звезде, часто намного ближе, чем Меркурий в нашей солнечной системе. Их названия просто удобны - самые большие из них размером с Юпитер или даже больше, а средние - примерно с Нептун, и поэтому их названия отражают это.

Это само по себе не обязательно что странный. В конце концов, нет никаких причин, по которым наша Солнечная система должна быть типичной. Но проблема в том, что большинство моделей формирования Солнечной системы говорят, что газовые гиганты в других солнечных системах должны образоваться далеко от своей звезды - точно так же, как и в нашей Солнечной системе - и только тогда мигрировать внутрь - что очень не похоже на то, что произошло здесь.

Так почему же Юпитер и Нептун не пролетели мимо нашей планеты миллиарды лет назад по пути к Солнцу? Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Канадского института теоретической астрофизики могли найти ответ. Они создали новую модель, в которой диск из газа и пыли вокруг новой звезды был необычайно массивным. Этого сверхтолстого диска было достаточно, чтобы газовые гиганты образовались в непосредственной близости от своей звезды, что является большим отличием от предыдущих симуляций, которые предполагали, что сильная гравитация звезды разорвет этих зародышевых газовых гигантов на части.

Конечно, ключевая фраза здесь - «необычно массивный». Диск определенно намного массивнее нашего собственного - вот почему четыре газовых гиганта образовались так далеко, - но вполне возможно, что эти толстые диски являются нормой. где-то еще, и это объясняет, почему горячие Нептуны и горячие Юпитеры так распространены в других местах галактики.


Почему планеты меньшего размера расположены близко к Солнцу?

Солнечная система образовалась из вращающегося диска из газа, пыли и льда, окружающего молодое Солнце (солнечную туманность). Вблизи Солнца пылевые кольца вращаются намного быстрее, чем те, что расположены дальше. Поэтому ближе к Солнцу кольца пыли вращались очень быстро и терлись друг о друга, создавая очень высокие температуры. Дальше дела шли намного медленнее, и все было намного круче.

При высоких температурах, близких к Солнцу, единственные твердые частицы пыли, которые выжили, были каменистыми и металлическими, и слипались вместе, образуя маленькие, каменистые и металлические планеты. Эти планеты обладали слабой гравитацией и не могли удерживать легкие газы в солнечной туманности.

Дальше, где было прохладнее, вода и другие водородные соединения могли замерзать, образуя твердую ледяную пыль. Это означало, что было гораздо больше твердого материала, из которого можно было формировать планеты, поэтому твердые глыбы камня, металла И льда росли намного больше, чем внутренние планеты. Эти твердые объекты стали такими большими, что они начали втягивать более легкие газы в солнечную туманность и превратились в огромные шары из газа и жидкости с маленькими твердыми центрами (все еще больше, чем внутренние планеты!). Вот почему маленькие каменистые планеты орбита близка к Солнцу, в то время как большие газовые планеты вращаются дальше по орбите.

Это, конечно, соответствует нашей нынешней теории образования планет и может быть неверным. Самая большая проблема, с которой мы столкнулись, - это объяснить тот факт, что газовые гиганты были обнаружены на орбите очень близко к своим родительским звездам в других солнечных системах (известных как «горячие юпитеры»). Горячие юпитеры - это самый простой вид планет для поиска ( планета крупнее и чем ближе она к своей звезде, тем легче ее обнаружить) - мы нашли много, но считаем, что они сравнительно редки. Считается, что горячие юпитеры каким-то образом мигрировали из внешних частей своих систем во внутренние части - возможно, трение с газами в их туманностях замедлило формирование планет, заставив их потерять энергию и упасть ближе к своей звезде. Пока мы не найдем больше планетных систем и не найдем более простых способов обнаружения планет, кроме горячих Юпитеров, мы не узнаем, насколько типична наша собственная солнечная система - так что следите за обновлениями!


Планеты Солнечной системы и № 038 Другие объекты Солнечной системы

Астрономическая единица (AU) - это среднее расстояние между Землей и Солнцем, которое составляет около 150 млн км.

  1. Меркурий
  1. Венера
  1. земля
  1. Марс
  1. Юпитер
  1. Сатурн
  1. Уран
  1. Нептун

Сравнение размеров самых больших спутников в Солнечной системе (пользователь: primefac, через Wikimedia Commons)


Обнаружена вторая планетная система, подобная нашей

Группа европейских астрономов открыла вторую планетную систему, ближайшую из найденных параллелей к нашей солнечной системе. Он включает в себя семь экзопланет, вращающихся вокруг звезды, с небольшими каменистыми планетами, расположенными рядом с их звездой, и планетами-гигантами, расположенными дальше. Система была скрыта в массиве данных космического телескопа Кеплера.

KOI-351 - это «первая система со значительным количеством планет (а не только двумя или тремя, где случайные колебания могут играть роль), которая демонстрирует четкую иерархию, как Солнечная система - с небольшими, вероятно, скалистыми планетами внутри и газовые гиганты (снаружи) », - сказал Universe Today доктор Хуан Кабрера из Института планетных исследований Немецкого аэрокосмического центра.

Три из семи планет, вращающихся вокруг KOI-351, были обнаружены ранее в этом году и имеют периоды 59, 210 и 331 дня - аналогично периодам Меркурия, Венеры и Земли.

Но периоды обращения этих планет различаются на целых 25,7 часа. Это самая высокая вариация, обнаруженная в орбитальном периоде экзопланеты до сих пор, что указывает на то, что планет больше, чем кажется на первый взгляд.

В плотно упакованных системах гравитационное притяжение близлежащих планет может вызывать ускорение или замедление планеты по ее орбите. Эти «буксиры» вызывают вариации орбитальных периодов.

Они также предоставляют косвенные свидетельства существования других планет. Используя передовые компьютерные алгоритмы, Кабрера и его команда обнаружили четыре новые планеты, вращающиеся вокруг KOI-351.

Но эти планеты гораздо ближе к своей родительской звезде, чем Меркурий к нашему Солнцу, с периодами обращения 7, 9, 92 и 125 дней. Система чрезвычайно компактна - крайняя планета имеет орбитальный период меньше, чем у Земли. Да, вся система вращается в пределах 1 а.е.

Хотя астрономы обнаружили более 1000 экзопланет, это первый аналог Солнечной системы, обнаруженный на сегодняшний день. Мало того, что существует семь планет, но они демонстрируют ту же архитектуру - маленькие скалистые планеты, вращающиеся близко к Солнцу, и газовые гиганты, вращающиеся дальше по орбите, - как и наша собственная солнечная система.

Большинство экзопланет разительно отличаются от планет нашей солнечной системы. «Мы находим планеты в любом порядке, на любом расстоянии, любого размера, даже планетных классов, которых нет в Солнечной системе», - сказал Кабрера.

Для объяснения этих различий было предложено несколько теорий, включая миграцию планет и рассеяние планеты-планеты. Но суть в том, что формирование планет до сих пор плохо изучено.

«Мы еще не знаем, почему эта система сформировалась таким образом, но у нас есть ощущение, что это ключевая система в понимании формирования планет в целом и образования Солнечной системы в частности», - сказал Кабрера Universe Today.

Команда очень надеется, что предстоящая миссия PLATO получит финансирование. Если так, это позволит им еще раз взглянуть на эту систему - определить радиус и массу каждой планеты и даже проанализировать их состав.

Последующие наблюдения не только позволят астрономам определить, как образовалась эта планетная система, но и дадут намек на то, как сформировалась наша собственная солнечная система.

The paper has been accepted for publication in the Astrophysical Journal and is available for download here.


Смотреть видео: ДЕТСКАЯ ДИСКОТЕКА ТАНЦУЙ СО МНОЙ ЛУЧШИЕ ТАНЦЕВАЛЬНЫЕ ХИТЫ ДЛЯ ДЕТЕЙ 0+ (November 2022).