Разбираемся, какая планета самая большая и тяжелая во Вселенной
И как взаимосвязаны размер и масса планет.
«Несколько столетий назад первопроходцы-мореплаватели определили расположение континентов и форму нашей планеты, а ученые рассчитали ее размер. Сейчас же мы пытаемся выяснить масштабы и состав всего космоса», – однажды отметил британский космолог и астрофизик Мартин Рис. Каждый школьник знает, что самая большая планета Солнечной системы – это Юпитер. А что, если отправиться дальше во Вселенную?
Между планетой и звездой большая разница, но некоторые планеты могут быть значительно больше, чем все, что мы имеем в нашей Солнечной системе. Фото: ATG Medialab / ESA.
Юпитер может быть самой большой и тяжелой планетой в Солнечной системе. Но стоит добавить ему веса – его размеры тут же уменьшатся.
Дело в том, что если у объекта слишком много массы, его ядро начинает превращать более легкие элементы в более тяжелые. Так, если увеличить массу Юпитера в 80 раз и больше – получится не планета, а звезда, превращающая водород в гелий.
Юпитер может быть самой большой и массивной планетой в Солнечной системе, но если добавить к нему массу то это уменьшит его. Фото: Lunar and Planetary Institute
Но граница между планетами и звездами не так проста. При массе примерно в 13-80 раз больше массы Юпитера получится субзвезда. Их еще называют коричневыми карликами.
NASA, ESA, and G. Bacon (STScI).
Такие пограничные с звездами объекты будут синтезировать «дейтерий + дейтерий» в гелий-3 или тритий, при этом оставаясь приблизительно того же размера, что и Юпитер. Но имея гораздо большую массу.
1Gai.ru / NASA / JPL-Caltech / UCB.
Один из примеров коричневых карликов – Глизе 229b. И хотя он примерно в 20 раз тяжелее Юпитера, его размеры составляют всего 47% радиуса пятой планеты Солнечной системы.
Глизе 229 — красный карлик, вокруг которого вращается Глизе 229b, коричневый карлик, который синтезирует только дейтерий. Хотя Глизе 229b примерно в 20 раз больше массы Юпитера, это всего около 47% его радиуса. Фото: Т. Накадзима и С. Кулкарни (Калифорнийский технологический институт), С. Дарранс и Д. Голимовски (JHU), НАСА
Наконец, переходим к планетам. Самые тяжелые находятся на невидимой границе с коричневыми карликами – субзвездами. А если дело касается размеров – самые большие планеты имеют вес, который составляет нечто среднее между весом Сатурна и Юпитера.
Причем чем тяжелее будет планета, тем меньше будет ее размер, пока она не превратится в звезду в результате ядерного синтеза. При превышении определенной массы атомы внутри больших планет начнут сжиматься настолько сильно, что такое утяжеление приведет к сокращению ее размеров. Это происходит и в нашей Солнечной системе, что объясняет, почему Юпитер в три раза тяжелее Сатурна, но только на 20% больше в размере.
Wikimedia Commons MarioProtIV
Еще один пример – экзопланета Kepler-39b. Это одна из самых тяжелых известных планет – ее масса в 18 раз больше, чем у Юпитера, отчего она находится прямо на границе между планетой и коричневым карликом. Но если взглянуть на ее радиус – он всего на 22% больше радиуса Юпитера.
Юпитер может быть всего в 12 раз больше диаметра Земли, но самые большие планеты на самом деле менее массивны, чем Юпитер, а более массивные сжимаются по мере увеличения массы. NASA Ames / W. Stenzel; Принстонский университет / Т. Мортон.
На фото – Юпитер в «разрезе». Если удалить все слои атмосферы, его ядро выглядело бы, как скалистая суперземля. Планеты, сформированные с меньшим количеством тяжелых элементов, могут быть намного больше и менее плотными, чем Юпитер. Но во многих солнечных системах планеты состоят из гораздо более легких элементов без крупных скалистых ядер внутри. Wikimedia Commons Kelvinsong.
Например, WASP-17b. Это одна из крупнейших планет, которая была обнаружена в 2009 году. Ее радиус в 2 раза больше радиуса Юпитера, но вес составляет всего 48,6% от его массы. Можно найти и еще несколько планет, которые больше Юпитера, но лишь немногие будут его тяжелее.
ЕКА / Хаббл и НАСА
Каков итог? Наш Юпитер можно смело отнести к крупнейшим планетам всей Вселенной. Конечно, можно найти побольше и потяжелее, но самые массивные планеты окажутся меньше Юпитера, а самые крупные по размеру – гораздо легче.
Источник
ТОП-10: Самые смертоносные планеты во Вселенной
В отличие от Земли, каждая новая открытая нами планета оказывалась враждебной для нас. Некоторые из них могут стать пригодными для жизни, если мы сможем решить такие проблемы, как отсутствие кислорода и воды. Другие останутся непригодными для людей. Эти смертоносные планеты готовы погубить любое существо, которое подберется к ним слишком близко или попытается развить на них свою цивилизацию. Большинство планет в этом списке не просто слишком горячие или холодные. Условия на них просто ужасны, и они никогда не станут поддерживать жизнь.
Фото: NASA
В 2005 году астрономы обнаружили экзопланету размером с Юпитер, которую назвали HD 189733b. Она была характерного для Земли синего оттенка и находилась на расстоянии 63 световых года. Однако, в отличие от Земли, синий цвет HD 189733b не был обусловлен наличием морей и океанов. Вместо этого такой цвет получался благодаря облакам, богатым силикатом. HD 189733b смертельно опасна. Первая проблема — это ветры, скорость которых достигает 8 700 километров в час. Эта скорость в семь раз превышает скорость звука. Для сравнения, скорость пиковых устойчивых ветров пресловутого урагана Катрина составляла 280 километров в час. Кроме того, на планете идут дожди. Богатые силикатом облака HD 189733b обрушивают на землю дождь из расплавленного стекла. Он не падает прямо вниз из-за сверхбыстрых ветров, о которых мы только что говорили. Вместо этого странные осадки падают в сторону.
Даже если мы каким-то образом найдем способ решить эти проблемы, нам все равно придется иметь дело с высокой температурой экзопланеты. HD 189733b находится так близко к своей звезде, что на ней очень жарко. Чтобы лучше понять, HD 189733b находится так близко к своему солнцу, что полный оборот вокруг своей звезды совершает всего за 2,2 земных дня. Интересно, что день на этой экзопланете также составляет 2,2 земных дня. Гравитационное взаимодействие между планетой и ее звездой может привести к тому, что год и день планеты будут равной длины, если планета и ее звезда вращаются синхронно, как происходит в случае с Землей и луной. Это означает, что планета вращается вокруг своей оси за время, необходимое для завершения одного оборота вокруг своей звезды. (Вращение вокруг своей оси приводит к смене дня и ночи, а вокруг звезды – к смене времен года). Планета с синхронным вращением всегда повернута к солнцу одной стороной. Таким образом, на одной стороне всегда будет день, а на другой – ночь.
Фото: space.com
В феврале 2009 года астрономы, работавшие на искусственном спутнике COROT (конвекции, вращения и планетарных транзитов), обнаружили новую экзопланету в созвездии Единорога (Monoceros) на расстоянии 480 световых лет от Земли. CoRoT-7b -7b — это каменная, похожая на Землю экзопланета, хотя раньше она была «горячим Юпитером размером с Сатурн» — термин, используемый для описания огромных, наполненных газом планет за пределами нашей Солнечной системы с плотными орбитами вокруг своих звезд. Несмотря на наличие каменистой поверхности, на которой может существовать жизнь, CoRoT-7b — это не то место, где следует быть. Во-первых, атмосфера планеты наполнена минералами, которые образуют каменистые облака. Эти облака вместо дождя обрушивают на землю гальку и маленькие камни. Даже если людям удастся выжить, они погибнут от безумно высокой температуры на поверхности экзопланеты.
Наша Земля находится на расстоянии в 60 раз дальше от нашего Солнца, чем CoRoT-7b от своей звезды. В дневное время звезда в небе CoRoT-7b в 360 раз больше, чем наше Солнце в небе Земли. Говоря о длительности дня и ночи, CoRoT-7b также находится в синхронном вращении со своей звездой. День и год на ней длятся всего 20,4 часа. Как вы уже догадались, это означает, что к звезде планета постоянно обращена своей одной половиной. Температура поверхности на этой стороне достигает от 1 980 градусов Цельсия до 2 300 градусов Цельсия, этого достаточно, чтобы порода начала плавиться. Астрономы считают, что камни на стороне, обращенной к Солнцу, расплавлены, потому что при такой температуре они не могут оставаться твердыми.
Фото: NASA
Экзопланета Kelt-9b – это самая горячая планета, которую мы когда-либо обнаруживали. Температура ее звезды составляет около 9 700 градусов по Цельсию, что почти в два раза превышает температуру поверхности нашего Солнца, составляющей 5 480 градусов по Цельсию. Дневная температура на экзопланете колеблется в пределах 4 300 градусов по Цельсию, и это безумно жарко. Большинство звезд во Вселенной даже близко не стоят. Планета настолько горячая, что его богатая водородом атмосфера кипит и поднимается в космос прямо к звезде, вокруг которой вращается экзопланета. Звезда Kelt-9 огромна, она в три раза больше нашего Солнца. Экзопланета Kelt-9b в два раза больше Юпитера и в три раза его тяжелее.
Экстремальные температуры обусловлены относительно небольшим расстоянием между Kelt-9 и Kelt-9b. Они находятся так близко, что экзопланета завершает оборот по орбите вокруг звезды всего за 1,5 дня. Меркурий в 10 раз дальше от нашего Солнца, чем Kelt-9b от Kelt-9. Астрономы полагают, что экзопланета Кelt-9b «отдаст» всю свою атмосферу звезде Кelt-9 всего за 200 земных лет. К этому времени звезда станет настолько большой, что она может даже касаться экзопланеты. Однако астрономы не думают, что экзопланета столкнется со звездой.
Фото: cnet.com
Wasp-121b — еще одна странная экзопланета. Начнем с того, что она не сферической формы, а больше похожа на футбольный мяч. Мы имеем в виду американский футбол, а не обычный. Но не форма делает Wasp-121b смертоносной. Проблема состоит в том, что экзопланета находится слишком близко к своей звезде.Wasp-121b находится так близко, что температура на ней колеблется у отметки в 2 540 градусов Цельсия. Вещество не может находится там в твердом или жидком состоянии, а пребывает в газообразном. Это касается и ее металлической атмосферы, наполненной газами железа и магния. Хуже того, что экзопланета «отдает» эту атмосферу своей звезде, как и Кelt-9b.
Любопытно, что странная форма планеты также обусловлена ее близостью к ее звезде. На планету влияет гравитационное притяжение звезды. Wasp-121b не может ему сопротивляться, потому что у нее слабая гравитация. Однако она сопротивляется частично, изгибаясь под влиянием гравитационной силы звезды.
6. Ипсилон Андромеды В
Фото: NASA
Странная экзопланета Ипсилон Андромеды В вращается вокруг звезды Ипсилон Андромеды А, расположенной на расстоянии 44 световых года от Земли. Экзопланета находится слишком близко к своему солнцу, завершая оборот по орбите всего за 4,6 дня. Как вы, наверное, догадались, одной стороной она постоянно обращена к солнцу, и одна ее сторона очень горячая. Интересно, что самая жаркая область, «теплое пятно», находится не на той стороне, которая обращена к звезде. Вместо этого она находится на стороне, куда никогда не попадает солнечный свет. Это открытие озадачило астрономов, потому что сторона, обращенная к звезде, должна быть более горячей. Астрономы считают, что в данном случае все иначе потому, что ветер переносит нагретый воздух на противоположную сторону экзопланеты.
Есть одна теория о том, как это работает. Тепло звезды Ипсилон Андромеды нагревает направленную к ней сторону планеты, и воздух на этой стороне нагревается. Когда этот воздух становится достаточно горячим, ветер переносит его на противоположную сторону экзопланеты. В то же время, ветер переносит более холодный воздух на сторону, обращенную к солнцу. Затем все продолжается. Постоянное движение воздуха означает, что к стороне, которая не обращена к солнцу, постоянно осуществляется приток горячего воздуха, в то время как на стороне, обращенной к звезде, воздух гораздо холоднее.
5. OGLE-2005-BLG-390Lb
Фото: ESO
Ogle-2005-blg-390Lb — это каменистая экзопланета с очень тонкой атмосферой, расположенная прямо в середине нашего Млечного Пути. Когда ее обнаружили, три признака заставили астрономов предположить, что на ней могла существовать жизнь. Однако теперь они считают, что этого не могло быть из-за низкой температуры экзопланеты.
Температура поверхности на Ogle-2005-blg-390Lb составляет около -220 градусов по Цельсию, что слишком мало для поддержания известных нам форм жизни. Для сравнения, по некоторым данным, самая низкая температура, когда-либо зафиксированная здесь на Земле, составляет -97,8 градуса Цельсия. Такая температура была зафиксирована в районе ледяной Антарктиды, куда никогда не проникает солнечный свет. Если в этом месте попытаться вдохнуть, то наши легкие пострадают, что приведет к мгновенной смерти.
Фото: NASA
TrES-2b — самая темная планета в мире. Она настолько черная, что рядом с ней уголь кажется светлее, если их можно поместить рядом. TrES-2b размером с Юпитер и находится в созвездии Дракона (Draco) на расстоянии 750 световых лет от Земли. Ее звезда Gsc 03549-02811 почти как наше Солнце. TrES-2b черная потому, что ее атмосфера поглощает более 99 процентов света, получаемого от солнца. Астрономы считают, что экзопланета отражает так мало света, потому что ее атмосфера наполнена испарениями натрия и калия или газообразным оксидом титана.
Тем не менее, то, что она черная, не значит, что экзопланета холодная. На самом деле, температура атмосферы достигает более 980 градусов Цельсия. Эта чрезвычайно высокая температура заставляет планету испускать красное свечение в некоторых частях, как, например, тлеющие угли или катушки накаливания. Астрономы также подозревают, что экзопланета находится так близко к своей звезде, что они захвачены синхронным вращением.
Фото: astrobio.net
Планета Ogle-TR-56b находится в созвездии Стрельца на расстоянии 5 000 световых лет от Земли. Это один из «горячих Юпитеров», о которых мы говорили ранее. Горячие Юпитеры часто формируются далеко в своих звездных системах и позже приближаются к своим звездам.
Планета Ogle-TR-56b подошла к своей звезде уже слишком близко. Она находится так близко, что ее год длится 29 часов, а температура поверхности экзопланеты достигает 1 727 градусов Цельсия. Облака на ней состоят не из воды, а из испарений железа. Дождь падает на землю в виде капель раскаленного железа.
Фото: solarstory.net
Смертоносные планеты существуют не только за пределами нашей Солнечной системы. Одна из них прячется неподалеку. Без сомнения, Венера является самой смертоносной планетой в нашей Солнечной системе из-за своих облаков, богатых диоксидом серы. Эти облака мешают полезному солнечному свету достичь поверхности планеты и удерживают внутри атмосферы смертоносный углекислый газ. Поверхность Венеры заполнена вулканами, которые выделяют большое количество тепла и углекислого газа. Большое количество углекислого газа делает Венеру ядовитой для человека. Густые облака также поглощают тепло и газ, делая планету смертельно горячей. Температура на поверхности достигает 467 градусов Цельсия.
Высокая температура держится на всей поверхности планеты — даже на полюсах. На других горячих планетах полюса обычно холоднее. Кроме того, на Венере жарко каждый день в году. Даже ночи такие же жаркие, как и дни. Исследователи считают, что Венера была бы похожа на Меркурий, если бы на Венере не было этих облаков. Интересно, что на Венере идет дождь и снег, хотя все совсем не так, как на Земле. Снег состоит не из замерзшей жидкости, а из галенита и металла висмутина. Жидкие осадки состоят из смертельной серной кислоты. Однако высокая температура на планете означает, что дождь никогда не долетает до земли. Вместо этого он испаряется на полпути, образуя очередное облако.
Фото: ESO/M. Kornmesser
Когда ее обнаружили, Proxima В выглядела многообещающе. Она вращается вокруг Проксимы Центавра (Proxima Centauri), красной карликовой звезды, расположенной на расстоянии 4,24 световых лет от Земли. Эта экзопланета заинтересовала астрономов, которые полагали, что на ней есть вода и другие особенности, делающие ее похожей на Землю. Однако вскоре стало понятно, что они ошибались. Proxima В находится так близко к Проксима Центавра, что один оборот вокруг звезды она совершает за 11,2 дня. Она также находится в синхронном вращении, поэтому одна ее сторона раскаленная, а вторая смертельно холодная и замерзшая. Между этими частями есть более умеренная центральная часть. Однако вряд ли этот регион подходит для жизни из-за близости Проксимы Центавра.
Как мы уже упоминали ранее, Проксима Центавра является красным карликом. Одной из характерных особенностей таких звезд является то, что каждые два-три месяца они испускают вспышки, поражающие вращающиеся вокруг них планеты. Такие вспышки разрушают озоновые слои этих планет, делая их уязвимыми для ультрафиолетового излучения, исходящего от звезд. Мы наблюдали одно такое событие 24 марта 2017 года, когда Проксима Центавра выпустила солнечную вспышку в сторону экзопланеты Proxima В. Вспышка была настолько интенсивной, что на 10 секунд яркость звезды увеличилась в 1 000 раз. Proxima В получила в 4 000 раз больше излучения, в сравнении с тем, которое достигает Земли после солнечных вспышек. Это губительно для всего живущего на экзопланете.
Источник