Мини-Нептун
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 экзопланет на основе металличности для короткопериодических экзопланет , которая также включает скалистые планеты земного типа менее 1,7 с R 🜨 более 3,9 и планеты с R 🜨 , а именно ледяные гиганты и газовые гиганты. гиганты . [2]
Характеристики
[ редактировать ]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 земных масс) содержат значительные количества летучих веществ или газа H–He, вероятно, приобретенные 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 из-за гидродинамического выхода, чем более крупные планеты и планеты, расположенные дальше. [13] [14] [15] Газовая планета с малой массой все равно 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] Этот «обрыв радиуса» 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
[ редактировать ]Самая маленькая известная внесолнечная планета, которая могла бы быть газовым карликом, — это Kepler-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] или, возможно, толстая газовая оболочка. [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]
См. также
[ редактировать ]- Хтоническая планета
- Горячий Юпитер
- Горячий Нептун
- Гисейская планета
- Мега-Земля
- Субнептун
- Супер-Земля
- Супер-Юпитер
- Планета Девять
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Д'Анджело, Дж.; 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 .
- ^ Три режима внесолнечных планет, выведенные на основе металличности родительской звезды , Buchhave et al.
- ^ Де Муидж, EJW; Броги, М.; Де Кок, Р.Дж.; Коппенхёфер, Дж.; Нефс, С.В.; Снеллен, IAG; Грейнер, Дж.; Ханс, Дж.; Хайнсбрук, Колорадо; Ли, Швейцария; Ван дер Верф, ПП (2012). «Наблюдения транзита супер-Земли GJ 1214b в ближнем инфракрасном диапазоне: водный мир или мини-Нептун?». Астрономия и астрофизика . 538 : А46. arXiv : 1111.2628 . Бибкод : 2012A&A...538A..46D . дои : 10.1051/0004-6361/201117205 .
- ^ Фабрики, Дэниел С.; Лиссауэр, Джек Дж.; Рагозин, Дарин; Роу, Джейсон Ф.; Штеффен, Джейсон Х.; Агол, Эрик; Барклай, Томас; Баталья, Натали; Боруки, Уильям; Чарди, Дэвид Р.; Форд, Эрик Б.; Готье, Томас Н.; Гири, Джон К.; Холман, Мэтью Дж.; Дженкинс, Джон М.; Ли, Цзе; Морхед, Роберт С.; Моррис, Роберт Л.; Шпорер, Ави; Смит, Джеффри С.; И все же, Мартин; Ван Клив, Джеффри (2014). «АРХИТЕКТУРА КЕПЛЕРА МНОГОТРАНЗИТИРУЮЩИХ СИСТЕМ . II. НОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ С ВДВОЕ БОЛЬШИМ КАНДИДАТОМ». Астрофизический журнал . 790 (2): 146. arXiv : 1202.6328 . Бибкод : 2014ApJ...790..146F . дои : 10.1088/0004-637X/790/2/146 .
- ^ Когда поверхность экзопланеты становится земной? , blogs.scientificamerican.com, 20 июня 2012 г.
- ^ Д'Анджело, Дж.; 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 .
- ^ Фултон, Бенджамин Дж.; Петигура, Эрик А.; Ховард, Эндрю В.; Исааксон, Ховард; Марси, Джеффри В.; Каргайл, Филипп А.; Хебб, Лесли; Вайс, Лорен М.; Джонсон, Джон Ашер; Мортон, Тимоти Д.; Синукофф, Эван; Кроссфилд, Ян Дж. М.; Хирш, Леа А. (2017). «Обзор Калифорния-Кеплер. III. Разрыв в распределении малых планет по радиусам» . Астрономический журнал . 154 (3): 109. arXiv : 1703.10375 . Бибкод : 2017AJ....154..109F . дои : 10.3847/1538-3881/aa80eb .
- ^ Перевязка, Кортни Д.; и др. (2015). «МАССА Кеплера-93b И СОСТАВ ПЛАНЕТ ЗЕМНОЙ ЗЕМЛИ». Астрофизический журнал . 800 (2): 135. arXiv : 1412,8687 . Бибкод : 2015ApJ...800..135D . дои : 10.1088/0004-637X/800/2/135 .
- ^ Роджерс, Лесли А. (2015). « БОЛЬШИНСТВО ПЛАНЕТ С РАДИУСОМ ЗЕМЛИ 1,6 НЕ ЯВЛЯЮТСЯ КАМЕННЫМИ». Астрофизический журнал . 801 (1): 41. arXiv : 1407.4457 . Бибкод : 2015ApJ...801...41R . дои : 10.1088/0004-637X/801/1/41 .
- ^ Вайс, Лорен М.; Марси, Джеффри В. (2014). «Соотношение массы и радиуса для 65 экзопланет размером менее 4 земных радиусов». Астрофизический журнал . 783 (1): Л6. arXiv : 1312.0936 . Бибкод : 2014ApJ...783L...6W . дои : 10.1088/2041-8205/783/1/L6 .
- ^ Марси, Джеффри В.; Вайс, Лорен М.; Петигура, Эрик А.; Исааксон, Ховард; Ховард, Эндрю В.; Бучхаве, Ларс А. (2014). «Появление и структура ядра-оболочки планет размером 1–4 × Земли вокруг звезд, подобных Солнцу» . Труды Национальной академии наук . 111 (35): 12655–12660. arXiv : 1404.2960 . Бибкод : 2014PNAS..11112655M . дои : 10.1073/pnas.1304197111 . ПМИД 24912169 .
- ^ Марси, Джеффри В.; и др. (2014). «МАССЫ, РАДИУСЫ И ОРБИТЫ МАЛЫХ ПЛАНЕТ КЕПЛЕРА : ПЕРЕХОД ОТ ГАЗОВЫХ ПЛАНЕТ К СКАЛЕННЫМ ПЛАНЕТАМ». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 210 (2): 20. arXiv : 1401.4195 . Бибкод : 2014ApJS..210...20M . дои : 10.1088/0067-0049/210/2/20 .
- ^ 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 .
- ^ Свифт, округ Колумбия; Эггерт, Дж. Х.; Хикс, Д.Г.; Хамель, С.; Касперсен, К.; Швеглер, Э.; Коллинз, ГВ; Неттельманн, Н.; Экланд, Дж.Дж. (2012). «Отношения массы и радиуса экзопланет». Астрофизический журнал . 744 (1): 59. arXiv : 1001.4851 . Бибкод : 2012ApJ...744...59S . дои : 10.1088/0004-637X/744/1/59 .
- ^ Мартинес, Синтия Ф.; Кунья, Катя; Гецци, Луан; Смит, Верн В. (10 апреля 2019 г.). «Спектроскопический анализ выборки обзора Калифорния-Кеплер. I. Звездные параметры, планетарные радиусы и наклон радиусной щели» . Астрофизический журнал . 875 (1). Американское астрономическое общество: 29. arXiv : 1903.00174 . Бибкод : 2019ApJ...875...29M . дои : 10.3847/1538-4357/ab0d93 . hdl : 10150/633733 .
- ^ Батыгин Константин; Стивенсон, Дэвид Дж. (2013). «Соотношения массы и радиуса для газообразных планет с очень малой массой». Астрофизический журнал . 769 (1): Л9. arXiv : 1304.5157 . Бибкод : 2013ApJ...769L...9B . дои : 10.1088/2041-8205/769/1/L9 .
- ^ Jump up to: а б с «Почему существует так много экзопланет субНептуна?» . 17 декабря 2019 г.
- ^ Кайт, Эдвин С.; Брюс Фигли-младший; Шефер, Лаура; Форд, Эрик Б. (2019). «Изобилие субнептунов на экзопланетах, объясненное кризисом летучести» . Письма астрофизического журнала . 887 (2): Л33. arXiv : 1912.02701 . Бибкод : 2019ApJ...887L..33K . дои : 10.3847/2041-8213/ab59d9 .
- ^ Йонтоф-Хуттер, Д; Роу, Дж; и др. (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 . ПМИД 26085271 . S2CID 205243944 .
- ^ Экзопланета земной массы не является близнецом Земли - газообразная планета бросает вызов предположению, что планеты земной массы должны быть каменистыми.
- ^ Тиммер, Джон (15 декабря 2022 г.). «Ученые, возможно, обнаружили первые водные миры» . Арс Техника . Проверено 17 декабря 2022 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Шесть новых планет: мини-Нептуны обнаружены вокруг звезды, похожей на Солнце , Виктория Джаггард, National Geographic News, опубликовано 2 февраля 2011 г.
- Барнс, Рори; Джексон, Брайан; Раймонд, Шон Н.; Уэст, Эндрю А.; Гринберг, Ричард (13 января 2009 г.). «Планетарная система HD 40307: Суперземли или мини-Нептуны?». Астрофизический журнал . 695 (2): 1006–1011. arXiv : 0901.1698 . Бибкод : 2009ApJ...695.1006B . дои : 10.1088/0004-637X/695/2/1006 . S2CID 18849636 .
