Пятница, 10.05.2024
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Зонд MRO помог ученым изучить подземные водные каналы на Марсе
10.03.2013 01:47 Давность: 11 yrs
Категория: Экзопланеты
Количество просмотров: 5915

Все шесть планет в системе Kepler-11 имеют низкую плотность



Члены Калифорнийской группы совместно с группой Кеплера проанализировали кривую блеска звезды Kepler-11 более чем за три года наблюдений и существенно уточнили параметры всех шести планет, вращающихся вокруг нее.

Владислава Ананьева

В Солнечной системе все маломассивные планеты (еще называемые планетами земной группы) имеют железокаменный состав, а планеты-гиганты, напротив, состоят в основном из водорода и гелия. При этом у Солнца нет планет с промежуточными свойствами (массами в диапазоне от массы Земли до массы Урана и радиусами от 1 до 3.8 радиусов Земли). Однако внесолнечные планетные системы демонстрируют такие планеты во множестве. Среди транзитных планет (транзиты позволяют измерить как истинную массу планеты, так и ее радиус) в их число входят GJ 1214 b, CoRoT-7 b, Kepler-10 b, 55 Cancri e и др.

Интереснейшим примером планет с массами, промежуточными между массами Земли и Урана, явились планеты системы Kepler-11. Эта удивительная система включает в себя шесть транзитных планет с радиусами от 1.8 до 4.2 радиусов Земли и массами от 2 до 8 масс Земли (на массу внешней планеты Kepler-11g получен только верхний предел), плотно упакованных внутри орбиты Венеры. Массы планет были определены методом тайминга транзитов, т.е. путем измерения небольших отклонений времени наступления транзитов от предвычисленных значений, вызванных гравитационным взаимодействием планет друг с другом. К большому удивлению исследователей, массы планет системы Kepler-11 оказались заметно меньше ожидаемых, что говорило об их необычно низкой средней плотности. 

На момент анонса системы (в феврале 2011 года) была проанализирована кривая блеска звезды Kepler-11 за первые 16 месяцев наблюдений. К настоящему моменту в руках исследователей есть данные более чем за 40 месяцев. Это позволило существенно уточнить параметры всех шести планет.
Что же оказалось?

Табл. 1. Планеты системы Kepler-11

Планета Орбитальный период, сут. Большая полуось, а.е. Масса, масс Земли Радиус, радиусов Земли Средняя плотность, г/куб.см Эксцентриситет орбиты
Kepler-11 b 10.3039 +0.0006/-0.0010 0.091 ± 0.001 1.9 +1.4/-1.0 1.80 ± 0.02 1.77 +1.29/-0.94 0.045 +0.068/-0.042
Kepler-11 c 13.0241 +0.0013/-0.0008 0.107 ± 0.001 2.9 +2.9/-1.6 2.87 ± 0.02 0.68 +0.68/-0.36 0.026 +0.063/-0.013
Kepler-11 d 22.6845 ± 0.0009 0.155 ± 0.001 7.3 +0.8/-1.5 3.11 ± 0.02 1.33 +0.15/-0.28 0.004 +0.007/-0.002
Kepler-11 e 31.9996 +0.0008/-0.0012 0.195 ± 0.002 8.0 +1.5/-2.0 4.18 ± 0.02 0.60 +0.12/-0.16 0.012 ± 0.006
Kepler-11 f 46.6888 +0.0027/-0.0032 0.250 ± 0.002 2.0 +0.8/-0.9 2.48 ± 0.03 0.73 +0.30/-0.34 0.013 +0.011/-0.009
Kepler-11 g 118.3807 +0.001/-0.0006 0.466 ± 0.004 < 25 3.33 ± 0.02 < 4 < 0.15

Средние плотности самых маломассивных планет системы оказались ниже плотности воды! Планета Kepler-11 c при массе 2.9 масс Земли имеет радиус 2.87 радиусов Земли, что приводит к средней плотности 0.68 г/куб.см. Планета Kepler-11 f при массе 2 массы Земли имеет радиус 2.48 радиусов Земли, что приводит к средней плотности 0.73 г/куб.см. Эти планеты могут быть чем угодно, но только не планетами земного типа, имеющими железокаменный состав! Ученые предполагают, что они окружены протяженной водородно-гелиевой атмосферой, составляющей заметную долю их массы. Так, считая планету Kepler-11 c состоящей из каменного ядра и водородно-гелиевой атмосферы (т.е. исключив льды), ученые нашли, что масса атмосферы достигает 4.6 +1.1/-0.8% полной массы планеты, а масса атмосферы планеты Kepler-11 f  – 3.5 +0.9/-1.3% ее полной массы. Если же предполагать, что в состав этих планет входит значительная доля льдов, ситуация становится еще более запутанной.

Известные транзитные планеты небольшой массы на плоскости Масса - Радиус. Планеты Кеплера показаны кружками. Квадратами показаны CoRoT-7 b, 55 Cancre e, GJ 1214 b и GJ 3470 b. Буквами V и U показаны планеты Венера и Уран (для сравнения). Цветом обозначен уровень энергии, получаемой планетой от своей звезды (в единицах энергии, получаемой Землей от Солнца). Линиями показаны модели планет земного состава, модели планет, на 50% или 100% состоящие из воды (льда), а также имеющие в своем составе обозначенную цифрами долю водорода и гелия.

Наличие в составе планеты даже сравнительно небольшой доли водорода резко увеличивает ее размер. Так, согласно расчетам, размер каменного ядра планеты Kepler-11 c составляет только 47% полного размера этой планеты, а размер каменного ядра планеты Kepler-11 f – 50%. Ничего подобного (даже отдаленно!) в Солнечной системе нет.

Изучение планет системы Kepler-11 показало, что мы далеко не всегда можем опираться в наших экзопланетных исследованиях на аналогии в Солнечной системе. Часть внесолнечных планет по своим свойствам может напоминать Юпитер, Уран или Меркурий, но другая часть будет ни на что не похожа. Малая масса внесолнечных планет, близкая к массе Земли, еще не гарантирует их землеподобности.

Источник: http://arxiv.org/pdf/1303.0227.pdf

<- назад в: Новости

Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Фуллерены

(название дано в честь американского архитектора Р. Б. Фуллера 1895-1983, предложившего строить ажурные куполообразные конструкции сочетанием пяти - и шестиугольников) Фуллереном называется третья, недавно открытая, аллотропная форма углерода... [далее]

Сообщество | Форум

Rambler's Top100