Экзопланеты

[pkl]

А вот как его синхронизировать на таком расстоянии? :roll:

К слову, был такой проект TAY - зонд в межзвёздное пространство. Радионаблюдения со сверхдлинной базой были в числе планировавшихся экспериментов на нём.

[Имxотеп]

Предлагаю подумать, как с помощью "Спектр-Р" диаметры экзопланет непосредственно определять, разрешающая способность интерферометра достигает 1200 км на парсек при длине волны 1.35 см.

При транзитах может быть? Или "щупать" полярные сияния, если чувствительности хватит, например?

Ни в одном из рабочих диапазонов Радиоастрона экзопланеты не являются заметными источниками радиоизлучения. Даже для крупнейших наземных радиотелескопов они остаются невидимыми, что уж говорить про маленькую тарелку на орбите.
Ближайшие перспективы здесь связаны с двуми направлениями: поиск низкочастотных шумов от экзопланетных магнитосфер и наблюдения в миллиметровом даипазоне. В последнем случае регистрируется тепловое излучение, это достаточно просто, например наземный комплекс ALMA может в принципе обнаружить горячий или теплый юпитер у звезды в 20 парсек от нас. Обнаружить и пространственно разрешить от звезды. Если ALM'у дополнить космическим сегментом, то разрешения получившегося интерферометра будет как раз достаточно и для построения цивильного изображения самой планеты.
В общем, ждем "Спектр-М"

[Boo]

А вот как его синхронизировать на таком расстоянии?

Кстати, была мысля - повесить эдакую стереопару в точках L4 и L5 Земля-Солнце, сигнал будет приходить практически синхронный с базой под 260 млн. км, а вся система будет дюже смахивать на акустику вида 2.1 с сателлитами в Лагранжах и с земными мощными телескопами в качестве неслабого такого сабвуфера ))

зы. размечтался, одноглазый!...

[pkl]

В общем, ждем "Спектр-М"

А "Миллиметрон" может работать в режиме интерферометра?

[Имxотеп]

А "Миллиметрон" может работать в режиме интерферометра?

Да.

[pkl]

А "Миллиметрон" может работать в режиме интерферометра?

Да.

И это прекрасно!

[pkl]

«Трупы звёзд» могут поддерживать жизнь на своих планетах[/size]

17 августа 2012 года, 20:11 | Текст: Александр Березин | Послушать эту новость

Долгое время белые карлики (БК) рассматривались как последние кандидаты в списки звёзд с экзопланетами, пригодными для жизни (той жизни, которую мы знаем). Сильное ультрафиолетовое излучение, нестабильный жизненный цикл... Исследование, предпринятое Лукой Фоссати из Открытого университета (Великобритания), показывает, что мы были несколько предвзяты по отношению к этим небесным телам.


Туманность Улитка. Всего через несколько миллиардов лет Солнце, ставшее красным гигантом, тоже сбросит верхние слои оболочки, образовав такую вот туманность и белый карлик в центре. (Иллюстрация NASA, ESA, C.R. O'Dell, Vanderbilt University.)

Некоторое время назад было показано, что БК, несмотря на перспективу «окончательного конца», на деле более стабильны, чем известные нам звёзды типа Солнца. Достаточно вспомнить, что, согласно нынешним астрономическим поверьям, всего через миллиард лет жизнь на Земле будет невозможна. Ибо наша звезда неумолимо повышает свою светимость, и через миллиард лет этот показатель вырастет едва ли не на 20%. А это исключает всякую вероятность сохранения нормального климата. БК же, хотя и теряет постепенно светимость, делает это очень и очень медленно.

БК начинают свою эволюцию как обнажившиеся вырожденные ядра красных гигантов, сбросивших свою оболочку, то есть в качестве центральных звёзд молодых планетарных туманностей. Таким же со временем станет и Солнце — через несколько миллиардов лет. Однако БК не имеют собственных термоядерных источников энергии, поэтому их светимость меняется лишь с потерей запасённой ими тепловой энергии. А из-за огромной плотности этих тел времени на это уходит очень-очень много. Если точнее, по расчётам, планета на расстоянии в 0,01 а. е. от такой звезды будет иметь 8 млрд лет для развития в зоне обитаемости. Если сравнить это с Землёй, время пребывания которой в зоне обитаемости примерно равно 4,5 млрд лет, то преимущества более стабильного режима жизни планет вокруг БК кажутся очевидными.

После того как данные такого моделирования были опубликованы, посыпался град возражений, опиравшихся в основном на то, что степень мощности УФ-излучения БК на расстоянии в 0, 01 а. е. исключит не только существование, но и возникновение жизни на таких планетах.

Лука Фоссати и коллеги проверили это предположение методами численного моделирования. Проведя симуляцию условий, создающихся в окрестностях типичного БК (температура поверхности около 5 000 К) на удалении в одну сотую расстояния Земли от Солнца, учёные наложили их на состав и толщину нынешней земной атмосферы.

Выяснилось, что такая планета-близнец будет получать в среднем в 1,65 раза больше ультрафиолета, чем получает её поверхность Земли сегодня. «С астробиологической точки зрения это относительно умеренная доза», — полагает г-н Фоссати. И в самом деле, названный объём ультрафиолета будет означать более активную генерацию озона в стратосфере и, потенциально, более плотное экранирование поверхности планеты от УФ-лучей.


Сравнительные размеры звёзд класса А (слева), Солнца (справа) и белых карликов (в центре) (иллюстрация R.J. Hall).

Параллельно исследовался вопрос о спектральном составе видимого излучения, которое получит растительность «второй (белокарликовой) Земли». Удивительно, но различий найти не удалось. Можно даже предположить, что если пути биологической эволюции более или менее универсальны, то растительный мир планеты у БК будет в основном зелёным (растения с листьями другого цвета есть и на Земле, но их не много).

Более того, группа Фоссати полагает, что БК даже эффективнее красных карликов в поддержании жизни в своих окрестностях. Вспышки на поверхности звёзд класса М значительно мощнее тех, что возникают на нашем Солнце, и теоретически должны гораздо сильнее отражаться на потоке частиц, попадающем на планеты вокруг них. В то же время БК вообще лишены пятен и периодической активности, что резко смягчает условия для возникновения и существования жизни на планетах их систем.

Проведённая оценка обитаемости планет БК — отличный способ преодолеть предвзятые представления об этих системах. Однако остаётся вопрос: как планета попадёт на расстояние в 0,01 а. е. от БК? Рассмотрим ситуацию на примере нашей системы. Ведь то же Солнце, перед тем как стать такой звездой, расширится до орбиты Марса, поглотив попутно и Землю, и Венеру с Меркурием. После срыва оболочки красного гиганта оставшийся на его месте БК будет слишком далеко от планет земной группы — если бы они и задержались в опустошённой Солнечной системе.

Один из теоретических путей решения вопроса — использование теории миграций, набирающей в последние годы сторонников. Напомним: согласно современным взглядам, не менее половины планет нашей Солнечной системы занимают «не своё место», будучи мигрантами. Очевидно, сброс оболочки красным гигантом вполне может инициировать новый цикл миграций планет, которые, после ряда пертурбаций, могут оказаться на стабильных орбитах вокруг БК. И вот тогда кандидатами в «новую Землю» могут стать бывшие газовые гиганты, потерявшие внешний газовый слой под интенсивнейшим потоком звёздного ветра, уносившего оболочку красного гиганта на поздних стадиях его эволюции.

Впрочем, если этот сценарий верен, обнаружить такие планеты будет очень сложно. У БК и так малая светимость, а если вокруг них нет газовых гигантов, которые проще всего обнаруживаются имеющимися методиками, то найти там хоть какую-то планету будет, несомненно, экстремально трудно. Собственно говоря, пока ни одной такой находки и не было сделано, хотя предположения как минимум в отношении ближайшего к нам БК уже выдвигались.

Подготовлено по материалам NewScientist.

http://science.compulenta.ru/701870/

Сразу вспоминаются фантазии Р. Ибатуллина:

Двенадцать миллиардов лет спустя[/size]

 Прошло пять миллиардов лет с тех пор, как Солнце исчерпало все запасы водорода и гелия и прекратило термоядерное горение. На что оно похоже сейчас?

 На стадии красного гиганта Солнце потеряло почти половину своей массы. Все его внешние слои были сброшены и рассеяны, осталось лишь плотное ядро, состоящее в основном из углерода. Солнце превратилось в белый карлик. В нём больше не идут термоядерные реакции, и оно излучает только благодаря остаточной высокой температуре. В первое время после остановки "реактора" температура поверхности Солнца превышала 100 000 К, но с тех пор сильно упала. В данный момент она равна всего 5000 К (несколько меньше, чем в наше время) и продолжает снижаться, правда, чрезвычайно медленно (даже по астрономическим меркам). Светимость Солнца в 10 тыс. раз меньше, чем в нашу эпоху, а радиус даже меньше, чем у Земли – 3480 км. Сжавшееся до столь ничтожного размера Солнце обладает гигантской плотностью – 6 тонн на кубический сантиметр! Оно вращается с такой бешеной скоростью – полный оборот за 30 секунд – что только сильнейшая гравитация удерживает его от центробежного распада: сила тяготения на Солнце в 600 тыс. раз больше, чем на Земле. Вещество белого карлика находится в вырожденном состоянии – его атомы "раздавлены", электронные оболочки разрушены, и ядра прижаты друг к другу. В самом центре звезды ядра углерода упакованы в правильную кубическую решётку – нечто вроде гигантского сверхплотного алмаза. Кристаллическое ядро окружено слоем столь же плотной углеродной "жидкости". Несмотря на чудовищную плотность, вырожденное вещество почти совершенно прозрачно (в обычном веществе свет поглощается электронными оболочками, а тут их нет). Снаружи вырожденные слои покрыты тонкой оболочкой из обычной, хотя и очень плотной, горячей гелиево-углеродной плазмы. Эта оболочка непрозрачна и предохраняет вырожденное ядро от мгновенного остывания. Именно она и видна из космоса как светящаяся поверхность Солнца.



Поскольку Солнце стало легче, притяжение к нему планет ослабло, и они отошли на ещё более удалённые орбиты. Радиус орбиты Земли – 1,85 а. е. (больше, чем сейчас у Марса), и Солнце видно с неё как ярчайшая бело-желтоватая звезда. Солнечный диск так мал (5 угловых секунд), что неразличим невооружённым глазом. Яркость Солнца для земного наблюдателя в 34 000 раз меньше, чем сейчас. Естественно, оно почти не даёт тепла. Даже на Венере температура лишь на 20 градусов выше абсолютного нуля, а на Земле и остальных планетах ещё холоднее.

 Земля стала чуть меньше – в период сброса Солнцем атмосферы "солнечный ветер" испарил верхний слой земной коры. У Земли всё ещё есть Луна, которая почти в 3 раза дальше, чем в наше время, но продолжает приливами тормозить вращение планеты: земные сутки в 3,3 раза длиннее наших. Кроме того, у Земли снова есть атмосфера – в основном из водорода и гелия, захваченного из межпланетной среды. На планете так холодно, что её тяготение способно удержать даже эти лёгчайшие атомы. Геологически Земля неактивна, её внутренняя энергия давно исчерпана (как у Луны и Марса нашей эпохи). Тёмная базальтовая поверхность покрыта мелким реголитом и изрыта метеоритными кратерами.

 Венера и другие планеты выглядят столь же удручающе. Но Солнечная система ещё не мертва. Газ и пыль, выброшенные из Солнца в фазе красного гиганта, образовали новый протопланетный диск, который частично конденсировался в планеты "второго поколения". Все они находятся внутри орбиты Венеры. Тяготение старых планет не позволило образоваться новым планетам в дальней от Солнца зоне, там сформировалось лишь несколько астероидных поясов. По химическому составу новые планеты резко отличаются от старых: основной элемент – углерод, несколько меньше в них кислорода, водорода, азота и кремния, и совсем мало металлов.



Крупнейшая из планет второго поколения – Смарагд. Это газовый гигант массой с Юпитер, но меньший по размерам и более плотный: его основные компоненты – не водород и гелий, а угарный газ и метан. Окружённый тёмным кольцом из угольной пыли, он движется приблизительно по бывшей орбите Венеры (сама Венера теперь почти в два раза дальше от Солнца). Ближе к Солнцу – астероидное кольцо, несколько маленьких планеток из метанового льда.... И, наконец, Меланхтон – "Чёрная Земля". Планета, удалённая от белого карлика всего на 0,01 а. е. и получающая от него столько же тепла, сколько современная Земля от Солнца.



Меланхтон образовался, конечно, не настолько близко к Солнцу. На свою тесную орбиту он мигрировал из-за трения о пыль протопланетного диска. Планета совершает оборот вокруг Солнца за 12 часов, такова же длина её суток – она всегда обращена к белому карлику одним полушарием. Солнце выглядит с Меланхтона в 4 раза меньшим, чем наше, но обладает такой же яркостью. Размер планеты – как у Земли, плотность и тяготение меньше. В центре Меланхтона – маленькое железо-никелевое ядро, окружённое мантией из карбида кремния; на глубине 150-200 км залегает слой алмаза, а выше – графитовая кора. Основной компонент атмосферы – угарный газ СО, в меньшем количестве присутствуют углекислый газ, азот, метан и другие углеводороды. Свободного кислорода нет. Плотность атмосферы, освещённость и температура примерно как на Земле.



Интенсивные воздушные течения сглаживают перепад температур между дневным и ночным полушариями. Небо голубое с сильным зелёным оттенком. Поверхность покрыта углеводородными осадочными породами – графитовые скалы возвышаются над гудронными равнинами, парафиновыми пустынями, нефтяными болотами.... Воды немного, и она обычно смешана с метиловым спиртом. Меланхтон обитаем, его биосфера так же стара, как наша, и столь же разнообразна. Но биохимия совсем другая. В качестве окислителя тамошние организмы используют не кислород, а углекислый газ, а в качестве растворителя – не воду, а метанол или водно-метаноловый раствор. Есть животные и фотосинтезирующие растения. Есть и разумные существа, создатели высокоразвитой цивилизации. Меланхтонские астрономы уже знают, что когда-то Солнце было гораздо ярче. Но мысль о том, что на древней мёртвой кремниевой планете за орбитой Смарагда могла существовать жизнь, всё ещё относится у них к области научной фантастики....

http://robert-ibatullin.narod.ru/orbis-futurus/12milliard.html

Может ли такое быть на самом деле?

[Имxотеп]

Может ли такое быть на самом деле?

В прошлом году проводились специальные поиски транзитов землеподобных планет в зонах обитаемости белых карликов. Наблюдалось несколько десятков карликов, результат  нулевой. Тут конечно еще сказывается малая выборка, для окончательных выводов надо наблюдать сотни и тысячи объектов, но уже сейчас ясно, что в зонах обитаемости белых карликов "Меланхтоны"и любые другие тела размерами от 500-1000 км встречаются видимо реже, чем обычные планеты в непосредственной близости от обычных звезд.

[Димитър]

У  нейтронных звезд нашли планет, так что и у белых карликов объязательно найдут!

Планета совершает оборот вокруг Солнца за 12 часов, такова же длина её суток

Опечатка, вероятно. Там "сутки" не будет. На одной стороне - вечный день, на другой - вечная ночь. Но:

Интенсивные воздушные течения сглаживают перепад температур между дневным и ночным полушариями.

[pkl]

Может ли такое быть на самом деле?

В прошлом году проводились специальные поиски транзитов землеподобных планет в зонах обитаемости белых карликов. Наблюдалось несколько десятков карликов, результат  нулевой. Тут конечно еще сказывается малая выборка, для окончательных выводов надо наблюдать сотни и тысячи объектов, но уже сейчас ясно, что в зонах обитаемости белых карликов "Меланхтоны"и любые другие тела размерами от 500-1000 км встречаются видимо реже, чем обычные планеты в непосредственной близости от обычных звезд.

Понятно.

[Vasily]

Планета совершает оборот вокруг Солнца за 12 часов, такова же длина её суток

Опечатка, вероятно. Там "сутки" не будет. На одной стороне - вечный день, на другой - вечная ночь.

Почему очепятка? Есть же вроде бы понятие "звёздный период вращения" или "звёздные сутки" (то есть период вращения по отношению к "неподвижным" звёздам)...

[Cepёгa]

Там "сутки" не будет. На одной стороне - вечный день, на другой - вечная ночь.

Это почему?

[Дмитрий Инфан]

Там "сутки" не будет. На одной стороне - вечный день, на другой - вечная ночь.

Это почему?

Потому, что период вращения вокруг оси у такой планеты наверняка равен периоду обращения вокруг местного солнца. Всё как с Луной обстоит.
Кстати, у Луны в процессе обращения возникают либрации, вследствие которых в течение месяца Земля становится частично видна на обратной стороне и, соответственно, не видна на стороне обращённой. Очевидно, что и на экзопланете должен возникать аналогичный эффект - порядка на 40% её поверхности за период обращения должны наблюдаться регулярные восходы и заходы солнца, что должно улучшать температурный режим.

[Cepёгa]

Потому, что период вращения вокруг оси у такой планеты наверняка равен периоду обращения вокруг местного солнца.

Почему наверняка? Кто знает равен он или не равен? Это как Бог на душу положит. Пару столкновений с крупными телами по касательной в начальный период формирования планеты - вот вам и раскрутка в произвольном направлении.

[pkl]

И что? Вращение планеты потом всё равно затормозится приливным трением.

[Cepёгa]

И что? Вращение планеты потом всё равно затормозится приливным трением.

Как затормозится - так и разгонится новыми падениями, которых бывает дофига, судя по кратерам на геологически мертвых планетах. И тут сложно сказать что будет преобладать - торможение или новый разгон третьим телом.

[Vasily]

И что? Вращение планеты потом всё равно затормозится приливным трением.

Как затормозится - так и разгонится новыми падениями, которых бывает дофига, судя по кратерам на геологически мертвых планетах. И тут сложно сказать что будет преобладать - торможение или новый разгон третьим телом.

Известные (относительно близкие) спутники планет затормозились некогда и с тех пор эпизодические бомбардировки и столкновения вцелом не меняют сложившуюся картинку.
Также и с гипотетическими близкими планетами белых карликов - потому что столкновения - вещь непостоянная, а гравитационное торможение - очень даже постоянное.

[pkl]

Ну да, в Солнечной системе период вращения у почти всех спутников совпадает с периодом их обращения вокруг планеты. :wink:

[Cepёгa]

Скорее всего у тех спутников, что образовались вместе с родительской планетой. А там, где есть влияние гравитации третьих тел, вполне возможно и не синхронное вращение. Там же написано, что новый протопланетный диск образовался внутри орбиты Венеры. Так вот, почему Венера не может послужить тем самым третьим телом?

[pkl]

По аналогии с Солнечной системой такие случаи должны быть очень редки. А приливное трение никуда не исчезнет.