Гелиевая планета
Гелиевая планета – это планета с атмосферой, в которой преобладает гелий . Это контрастирует с обычными газовыми гигантами , такими как Юпитер и Сатурн , атмосфера которых состоит в основном из водорода , а гелий является лишь второстепенным компонентом. Гелиевые планеты могут образовываться разными способами. Глизе 436 b — возможная гелиевая планета.
Формирование
[ редактировать ]Существует несколько гипотез о том, как могла образоваться гелиевая планета.
Испарение водорода с планет-гигантов
[ редактировать ]
Гелиевая планета могла образоваться в результате испарения водорода с газообразной планеты, вращающейся вокруг звезды. Звезда будет более эффективно удалять более легкие газы за счет испарения, чем более тяжелые газы, и со временем истощит водород, оставив после себя большую часть гелия. [1]
Сценарий формирования гелиевых планет из обычных планет-гигантов включает в себя ледяного гиганта , находящегося на орбите настолько близко к своей родительской звезде, что водород эффективно испаряется из атмосферы, испаряясь и вырываясь из гравитационного притяжения планеты. Атмосфера планеты будет испытывать большие энергозатраты, а поскольку легкие газы испаряются легче, чем более тяжелые, доля гелия в оставшейся атмосфере будет неуклонно увеличиваться. Такой процесс займет некоторое время, чтобы стабилизироваться и полностью вытеснить весь водород, возможно, порядка 10 миллиардов лет, в зависимости от точных физических условий и природы планеты и звезды. Горячие Нептуны являются кандидатами на такой сценарий.
Потеря водорода также приводит к истощению метана в атмосфере. На ледяных гигантах метан естественным образом образует цикл таяния, испарения, распада и последующей рекомбинации и конденсации. Но по мере истощения запасов водорода часть атомов углерода не сможет рекомбинировать со свободным водородом в атмосфере, и со временем это приведет к общей потере метана. Со временем истощается метан в атмосферах горячих ледяных гигантов. [1]
Остатки белых карликов
[ редактировать ]Богатый гелием планетарный объект также может образоваться из маломассивного белого карлика , который обедняется водородом в результате массообмена в тесной двойной системе со вторым, массивным объектом, таким как нейтронная звезда .
Один из сценариев предполагает симбиотическую двойную звезду типа AM CVn, состоящую из двух белых карликов с гелиевым ядром, окруженных циркумбинарным гелиевым аккреционным диском, образовавшимся во время переноса массы от менее массивного к более массивному белому карлику. После того, как он потеряет большую часть своей массы, менее массивный белый карлик может приблизиться к планетарной массе. [2]
Характеристики
[ редактировать ]Ожидается, что гелиевые планеты будут отличаться от обычных планет с преобладанием водорода по убедительным доказательствам присутствия угарного газа и углекислого газа в атмосфере . Из-за истощения водорода ожидаемый метан в атмосфере не может образоваться, потому что нет водорода, с которым мог бы соединиться углерод, поэтому вместо этого углерод соединяется с кислородом, образуя CO и CO 2 . Ожидается, что из-за состава атмосферы гелиевые планеты будут белыми или серыми. [1] Подобную подпись можно найти на планете Глизе 436 b, в которой преобладает угарный газ и которая, как предполагается, является гелиевой планетой. [1]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д «Планеты, покрытые гелием, могут быть обычным явлением в нашей Галактике» . SpaceDaily. 16 июня 2015 года . Проверено 3 августа 2015 г.
- ^ Сигер, С.; М. Кушнер; К. Иер-Маджумдер; Б. Милитцер (2007). «Отношения массы и радиуса твердых экзопланет». Астрофизический журнал . 669 (2): 1279–1297. arXiv : 0707.2895 . Бибкод : 2007ApJ...669.1279S . дои : 10.1086/521346 . S2CID 8369390 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Гелиевые атмосферы на теплых экзопланетах размером с Нептун и субнептун и их применение к GJ 436 b , Ренью Ху, Сара Сигер, Юк Л. Юнг, 9 мая 2015 г.
