Насколько большой может быть планета?
Как вам может быть известно, в настоящее время ученые располагают данными о наличии в видимой Вселенной более 4000 планет. Некоторые из этих объектов отличаются по-настоящему невероятными характеристиками, находясь рядом со своими светилами на эллиптических орбитах или даже вращаясь вокруг нескольких звезд одновременно. Фантазия Вселенной может показаться бесконечной, однако и она иногда бывает ограничена жесткими законами физики. Так, когда речь заходит о размерах планет, в частности об их массе и радиусе, в какой-то момент мы можем столкнуться с некоторыми заметными ограничениями. В таком случае, насколько же большой может быть планета?
Какими размерами может обладать самая большая скалистая планета во Вселенной?
Самая большая планета во Вселенной
В Солнечной системе представлены два типа планет: маленькие, каменистые, планеты внутренней части нашей звездной системы надежно защищены от внешнего кометно-астероидного посягательства внешними газообразными планетами, такими как Юпитер или Сатурн. Согласно статье, опубликованной на портале theconversation.com, ученые уже давно спорят о причинах значительного разрыва в размерах между планетами-гигантами и каменистыми экзопланетами, располагая в образовавшуюся нишу так называемые суперземли с радиусом от полутора до двух радиусов нашей голубой планеты. Вместе с тем, как признаются ученые, обнаруженных суперземель не так уж и много во Вселенной и их количества явно недостаточно для того, чтобы объяснить новую космическую загадку.
Почему во Вселенной мало суперземель?
Исследователи считают, что разгадку причины возникновения лишь крайне небольшого количества каменистых экзопланет с относительно большими размерами, можно найти в атмосферах этих планет еще на этапе их формирования. Так, после рождения новой звезды, в ее окрестностях практически всегда остается много дополнительного материала из газа и пыли. Под действием силы гравитации более крупные обломки начинают притягивать к себе объекты поменьше, в конечном итоге образуя совсем еще юную планетную систему. По мере того, как новые планеты увеличиваются в размерах, ее гравитация растет, позволяя экзопланете захватывать не только камни и пыль, но и газ, который образует атмосферу.
Кстати говоря, вы можете ознакомиться с анонсами последних астрономических новостей в наших каналах на Яндекс.Дзен и в Telegram.
Сравнение подтвержденных планет-cуперземель по сравнению с размерами Земли
В том случае, если планета остается относительно маленькой с радиусом менее 1,5 радиуса Земли, ее гравитация будет недостаточно сильной, чтобы удерживать огромное количество атмосферы, как на планетах-гигантах. Однако если планета продолжит увеличиваться, то, захватывая все больше и больше образующего атмосферу газа, экзопланета рискует раздуться до размеров Нептуна или Юпитера, чьи радиусы в 4 и 11 раз больше земных соответственно.
Именно по этой причине планеты чаще всего либо остаются маленькими и каменистыми, либо становятся гигантскими газообразными объектами. Найти золотую середину, где могла бы образоваться сверхземля, в данном случае очень трудно из-за того, что, как только планета примет достаточную массу и гравитационное притяжение, ей потребуется наличие определенных обстоятельств, останавливающих накопление атмосферного газа.
Еще один фактор, который следует учитывать, заключается в том, что после образования планеты она не всегда остается на одной и той же орбите. Иногда планеты движутся или мигрируют к своей звезде-хозяину. В тот момент, когда планета приближается к звезде на достаточно близкое расстояние, ее атмосфера нагревается, заставляя атомы и молекулы двигаться очень быстро и избегать гравитационного притяжения планеты. Иными словами, некоторые из маленьких скалистых планет на самом деле являются ядрами планет-гигантов, постепенно лишившихся своей атмосферы.
В таком случае, насколько же большой может быть экзопланета с твердой поверхностью? Астрономы уверены, что самой большой скалистой планетой среди уже обнаруженных человеком, является объект Kepler-10c, подробнее о котором вы можете прочитать в данной статье. Известно, что планета в 2 раза больше Земли, а большая часть ее поверхности покрыта смесью камней и льда. Обнаружение экзопланеты подобных размеров и плотности является настоящей редкостью во Вселенной, которая, скорее всего, приберегла для нас еще больше интересных объектов для дальнейшего анализа и изучения.
Источник
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
10 планет-рекордсменов, о которых вы не знали
Когда-то люди думали, что Земля — центр Вселенной. Сегодня мы знаем о сотнях тысяч галактик, о тысячах и миллионах солнечных систем, о неописуемом множестве других планет, все время открывая новые и новые их виды. Помнить их всех практически невозможно — у них длинные и сложные названия. Но выделить некоторые — с радостью.
Самая большая скалистая планета
Kepler-10c
Плотность планеты показывает, что она состоит из камней и других твердых тел, и это важно. Как правило, планета такого размера представляет собой газовый гигант вроде Юпитера или Сатурна, поскольку ее гравитация удерживает массу водорода и гелия.
Самая влажная планета
GJ 1214b
Ученые проанализировали атмосферу планеты, наблюдая ее прохождение на фоне звезды. Они выяснили, что атмосфера планеты состоит по большей части из воды, а следовательно и поверхность, скорее всего, водянистая. Тем не менее это не обычная вода. Из-за высокой температуры и давления эту воду можно было бы назвать скорее «горячим льдом» и «сверхжидкой» водой.
Эта планета, по всей видимости, создавалась вдали от своего солнца, в местах, где лед и вода превалируют. Со временем она постепенно приблизилась к звезде. Ученые планируют начать углубленное изучение планеты в 2018 году.
Самая молодая планета
BD+20 1790b
Ученые надеются, что это открытие позволит нам лучше понять, как развиваются планеты, особенно на фоне того, что найти молодую планету невероятно трудно. Юные планеты по-прежнему более активны по сравнению с более старыми, что вызывают интенсивные магнитные поля, которые генерируют солнечные пятна и вспышки. Все эти явления сбивают показатели, поэтому трудно определить, видим мы одну планету или, например, две. До сих пор ученые точно не знают, есть ли у BD+20 1790b близнец или нет.
Самая старая планета
Kapteyn B
Сама по себе система Kapteyn весьма интересна. Во-первых, она находится близко к нашей собственной системе. Система и ее планеты когда-то принадлежали совсем другой мини-галактике. Ученые предполагают, что наша собственная галактика, Млечный Путь, поглотила эту галактику и разрушила ее, рассеяв ее системы по окраине. Остатки этой сожранной галактики находятся в Омеге Кентавра, галактике в 16 000 световых годах от нас, планеты которой ненамного моложе Kapteyn B.
Самая быстрая планета
COROT-Exo-7b
В то время как наша планета завершает орбиту вокруг Солнца почти за 8766 часов, эта шустрая планета облетает свою звезду за 20 часов. Хотя это не самая жаркая планета из всех (мы о такой еще поговорим), она входит в их число. Ученые полагают, что лава, покрывающая поверхность планеты, раскалена до 1000 – 1500 градусов по Цельсию.
Также эта планета уникальна тем, как ее нашли. Это первая планета, обнаруженная с использованием транзитного метода, которым ученые обычно измеряют массы планет и радиус.
Самая холодная планета
OGLE-2005-BLG-390L B
Также она бьет рекорд самой дальней экзопланеты от нашего мира. Она более чем в 28 000 световых лет от Земли.
Самая горячая планета
Kepler 70-B
Звезда у этой планеты тоже весьма интересная. Обычно, когда звезда становится красным гигантом, она взрывается. Тем не менее эта звезда стабилизировалась и вернулась к среднему размеру. В процессе этого из ее атмосферы сформировались планеты — газовые гиганты.
Самая легкая планета
KOI-314c
Чтобы проанализировать планету, ученые сравнили KOI-314c с ее соседом. Два мира тянут друг друга собственной гравитацией, что приводит к небольшим изменениям времени прохождения (транзита) через звезду. Вторая планета — KOI-314b — намного плотнее и весит более чем в четыре раза больше Земли.
Самая темная планета
TrES-2b
TrES-2b, несмотря на относительную близость к своей звезде, является самой темной экзопланетой из всех обнаруженных. В нашей собственной системе Меркурий тоже считается очень темной планетой, отражающей только 10% солнечного света. Эта «темнота» не дает ученым возможности обнаружить мир — только в результате случайности. TrES-2b отражает менее 1% света своей звезды, что делает ее почти такой же темной, как уголь или черная акриловая краска.
Ученые не уверены относительно того, почему атмосфера планеты такая темная. Некоторые полагают, что это может быть из-за огромного количества натрия или оксида титана в форме газа.
Планета с самой странной орбитой
Fomalhaut B, Планета-зомби
У этой планеты одна из самых странных орбит среди планет, зигзагообразная, причем непонятно почему. В ближайшей точке своей орбиты к звезде она подходит на 7,5 миллиардов километров, но иногда орбита пролегает в 45 миллиардах километров от светила.
Возможно, планету выдернула из первоначального положения большая планета. К этому подозрению примешивается и большой разрыв в облаке пыли и льда, окружающем звезду, так что, возможно, эта другая планета находится там.
Источник