Предлагаю обсудить здесь планету OGLE-05-390L b

Итак.
Планета OGLE-05-390L b была открыта в прошлом году в рамках проекта OGLE методом микролинзирования. На данный момент Энциклопедия внесолнечных планет приводит следующие данные о планете и ее родительской звезде:
Расстояние до системы: 6500 пк.
Масса звезды: 0,22 массы Солнца.
Спектральный класс: М
Масса планеты: 0,017 масс Юпитера или 5,4 масс Земли.
Расстояние от звезды: 2,1 а.е.
Орбитальный период: около 3500 дней.

Также в Энциклопедии приводится видимая звездная величина звезды OGLE-05-390L. Она оказалась равной +15,7. Это очень странная величина. Для расстояния в 6500 пк это дает абсолютную звездную величину +1,1. Звезда оказывается в 27 раз ярче Солнца! Как это согласуется с массой в 0,22 солнечных, непонятно. Звезда главной последовательности с массой 0,22 масс солнца должна иметь светимость примерно 0,008 солнечной, абсолютную звездную величину около +10, и на расстоянии 6500 пк выглядеть звездой +24 звездной величины. Причем никакой другой звездой, кроме звезды главной последовательности, звезда массой 0,22 солнечных, по идее,  быть не может: за космологическое время она просто не успеет проэволюционировать.
Возможно, звезда 15,7 величины - это звезда фона, мне больше ничего другого в голову не приходит.

В дальнейшем я буду исходить из светимости звезды OGLE-05-390L, считая ее звездой главной последовательности.
Итак, звезда главной последовательности OGLE-05-390L должна иметь температуру поверхности 3200К, спектральный класс М3-М4 и светимость около 0,008 солнечной. Тогда радиус эффективной земной орбиты в этой системе составит 0,09 а.е.
На расстоянии 2,1 а.е. от звезды ее "солнечная постоянная" составит примерно 2,5 Вт/кв.м. Обладай планета нулевым альбедо, ее температура в подсолнечной точке достигла бы 81К. При гораздо более вероятном значении альбедо около 50% (это близко к альбедо планет-гигантов Солнечной системы) температура составит 68К. Планета OGLE-05-390L b оказывается всего на несколько градусов теплее, чем малые гиганты Солнечной системы Уран и Нептун.
Каков может быть состав планеты OGLE-05-390L b?
Согласно Д.Ротери ('Планеты', из-во Гранд-Фаир, Москва, 2005), если взять тонну солнечного вещества и охладить до температуры малых гигантов (60К), то получится примерно 984 кг газообразного водорода и гелия, 11 кг льдов (куда входит водяной лед, замерзшие вода, аммиак, угарный газ и сероводород), 4 кг камня (в основном силикатов) и чуть меньше одного кг металов (в основном никеля и железа). Неизвестно, каким был состав протопланетного диска, из которого сформировалась планета OGLE-05-390L b, но я думаю, мы несильно ошибемся, приняв его близким к солнечному составу.

Масса планеты OGLE-05-390L b слишком мала, чтобы эффективно захватывать водород из протопланетной туманности (насколько я знаю, такой захват происходит при массе протопланеты в 10 земных масс и выше). Следовательно, первоначальный состав нашей планеты будет такой: льды - 11 кг, скальные породы - 4 кг и 1 кг железа и никеля на каждые 16 кг массы планеты. Средняя плотность такой смеси оказывается равной примерно 1,25 г/куб.см. Учитывая, что, находясь в составе планеты, все эти вещества будут сильно сжаты, оценим среднюю плотность планеты OGLE-05-390L b в 1,5-2 г/куб. см.
Вычислим радиус планеты OGLE-05-390L b в зависимости от величины средней плотности.
При ро = 1,5 г/куб.см R = 12 тыс. км .
При ро = 2 г/куб. см R = 11 тыс. км.
Как мы видим, изменение средней плотности довольно слабо сказывается на результате: радиус планеты OGLE-05-390L b оказывается примерно в 2 раза больше радиуса Земли.

Вторая космическая скорость для планеты OGLE-05-390L b составит примерно 19 км/сек. Это значит, что планета сможет удержать водород в своей атмосфере. При температуре 70К средняя скорость молекул водорода 777 м/сек, что гораздо меньше второй космической скорости. Даже если температура термосферы OGLE-05-390L b составит 750 К аналогично термосфере Нептуна, средняя скорость молекул водорода при такой температуре будет равной 2,5 км/сек, что в 7,6 раз меньше второй космической скорости.
Однако откуда возьмется водород в атмосфере OGLE-05-390L b, если планета не сможет захватить его из протопланетного облака? По идее, при высоких температурах, сопровождающих образование планеты, метан может взаимодействовать с водой с образованием угарного газа и водорода, а молекулы аммиака могут диссоциировать на азот и водород. Водород всплывет вверх, формируя атмосферу OGLE-05-390L b. Кроме водорода, в составе атмосферы может быть угарный газ, немного неона и других инертных газов, метан и азот.

Итак, эффективная температура OGLE-05-390L b оказывается близкой к 70К. Она будет обладать мощной водородной атмосферой с различными примесями. Примесь метана на уровне нескольких процентов окрасит диск планеты в голубовато-бирюзовый цвет аналогично цвету Урана и Нептуна. Учитывая то, что местное солнышко тусклое и красноватое, получим, что диск планеты будет окрашен в голубовато-зеленый цвет.
Основной слой облаков на Уране и Нептуне находится на уровне давления около 3 атмосфер и состоит из замерзшего сероводорода. Явно атмосфера нашей планеты будет глубже уровня 3 атм., а значит, ничто не мешает ей также иметь сероводородные облака на том же уровне. Нижняя граница сероводородных облаков расположена на уровне давления около 5 атмосфер (на Уране, Нептуне и, аналогично, OGLE-2005-BLG-390L b). Еще ниже (на уровне примерно 20 атмосфер и температуре 200-250К) расположены облака из гидросульфида аммония. Достигнет ли атмосфера OGLE-2005-BLG-390L b глубины в 20 атмосфер? Я думаю, да. Значит, мы имеем на ней и второй слой облаков.
Температура в 300К достигается на уровне примерно 60 атмосфер на Уране и 70 атмосфер на Нептуне, плюс-минус лапоть. Там расположены облака из водяного пара с растворенными в воде аммиаком, сероводородом и прочими примесями. Если глубина атмосферы OGLE-2005-BLG-390L b примерно такая, то там будет глобальный океан, насыщенный солями и газами, комфортной для человека температуры. При давлении у основания атмосферы меньше примерно 1 килобара (1000 атмосфер) температура воздуха по-прежнему остается ниже 647К (критическая точка воды, при более высокой температуре она может быть только газом).
Это значит, при умеренной толщине атмосферы OGLE-2005-BLG-390L b на ее дне будет глобальный океан, более или менее горячий в зависимости от большей или меньшей толщины атмосферы. Этот океан будет плескаться в полной темноте, лишь изредка освещаемый вспышками молний...

Критикуйте

Также в Энциклопедии приводится видимая звездная величина звезды OGLE-05-390L. Она оказалась равной +15,7. Это очень странная величина. Для расстояния в 6500 пк это дает абсолютную звездную величину +1,1. Звезда оказывается в 27 раз ярче Солнца! Как это согласуется с массой в 0,22 солнечных, непонятно. Звезда главной последовательности с массой 0,22 масс солнца должна иметь светимость примерно 0,008 солнечной, абсолютную звездную величину около +10, и на расстоянии 6500 пк выглядеть звездой +24 звездной величины.

Вика, подозреваю, все верно. Это показывает, насколько оценочны расчеты. +15,7 - это абсолютная звездная величина. А оценка по массе показывает +10. Наземные крупные телескопы уверенно берут только 23-24. Как усмотрели ее, честно говоря, не знаю.

Вика, подозреваю, все верно. Это показывает, насколько оценочны расчеты. +15,7 - это абсолютная звездная величина. А оценка по массе показывает +10.

В Энциклопедии Внесолнечных Планет написано: Apparent Magnitude, т.е. видимая величина Между тем даже без учета поглощения света (а оно в направлении на галактический центр должно быть огромным) звезда видимой звездной величины, равной +15,7 с расстояния 6500 пк, должна иметь абсолютную звездную величину +1,1! И быть как минимум в 27 раз ярче Солнца! Это при массе 0,22 солнечной!
Так что одно из двух: или это не та звезда, или система значительно ближе 6500 пк.

Цитата: bob от 14.04.2006 [14:20:07]

Вика, подозреваю, все верно. Это показывает, насколько оценочны расчеты. +15,7 - это абсолютная звездная величина. А оценка по массе показывает +10.

В Энциклопедии Внесолнечных Планет написано: Apparent Magnitude, т.е. видимая величина Между тем даже без учета поглощения света (а оно в направлении на галактический центр должно быть огромным) звезда видимой звездной величины, равной +15,7 с расстояния 6500 пк, должна иметь абсолютную звездную величину +1,1! И быть как минимум в 27 раз ярче Солнца! Это при массе 0,22 солнечной!
Так что одно из двух: или это не та звезда, или система значительно ближе 6500 пк.

Нет, я имею в виду, что у нее +15,7 со стандартных десяти парсек. Это реально. То есть, светимость пониже теоретической и табличной, как часто и бывает.
Да, тут что-то не так. Либо перепутана абсолютная величина с видимой, либо расстояние. Может быть и очепятка. Не уверен, что такую мелочь уже можно наблюдать с такого огромного расстояния. Хотя, чем черт не шутит. Может быть, Кек с мощным ЭОПом или чувствительной ПЗС уже такое может?

vika vorobyeva

радиус планеты OGLE-05-390L b оказывается примерно в 2 раза больше радиуса Земли.
Вторая космическая скорость для планеты OGLE-05-390L b составит примерно 19 км/сек.
Кроме водорода, в составе атмосферы может быть угарный газ, немного неона и других инертных газов, метан и азот.
 Нижняя граница сероводородных облаков расположена на уровне давления около 5 атмосфер
Еще ниже (на уровне примерно 20 атмосфер и температуре 200-250К) расположены облака из гидросульфида аммония.
там будет глобальный океан, насыщенный солями и газами, комфортной для человека температуры.
на ее дне будет глобальный океан, более или менее горячий в зависимости от большей или меньшей толщины атмосферы. Этот океан будет плескаться в полной темноте, лишь изредка освещаемый вспышками молний...

Критикуйте

Я потрясен!!!!!!! Планета OGLE-05-390L b была открыта в прошлом году в рамках проекта OGLE методом микролинзирования и уже столько о ней известно!!
При том, что с ее звездой полная неясность.
Наверно так и создаются газетные утки......
Далеких планет открыто уже многие десятки, что Вы о них скажете в свете Вашей методики?

Хмм...
До сих пор неизвестен точно источник активности газовых гигантов, поэтому ученные до сих пор достоверно не могут объяснить, почему Нептун так активен, а Уран достаточно спокоен, хотя эффективные температуры создаваемые Солнцем у них похожие, поэтому сложно определить какая облачная активность у планеты
Не отображен масштаб спутниковой системы? Какие тела должны образоваться? Ударная гипотеза как для Луны здесь наверно не пройдет.
Значит 2 варианта:
1) Если планета достаточно близко расположенна к внешнему поясу астроидов, то вероятен захват из него крупного планетоида, как Тритон у Нептуна, из внутренего вероятность гораздо меньше
Однако планета - доминант в системе красного карлика, поэтому наверняка дальше и ближе есть планеты размером уже с Землю, хотя я в последнее время начал задумываться почему за орбитой Нептуна нет ледянных гигантов размером с Титан или Марс с правильной орбитой, наверно помешала гравитация Нептуна, а дальше вещества уже не было, так как протопланетный диск может быть только до 50-70 а.е.? Так вот и вопрос какой ширины протопланетный диск у красного карлика?
Хотя если применить аналогию, с Юпитером - доминантом Сол Сис, то получается что он должен быть в 4 раза шире орбиты доминанта. Отсюда вывод в системе должны существовать как и каменные планеты так и ледянные гиганты. Значит астероидного пояса у доминанта не будет.
2) Своя система, из протопланетного диска
Если сравнить системы Урана, Сатурна и Юпитера, можно заметить что их массы пропорциональны массе планеты, и так же что самый крупный спутник находиться едва ли не на самой далекой орбите, дальше середины. Так что вполне вероятна спутниковая система из 2-3 спутнков размером с Мимас или Рея, в крайнем случае 800-1000 км. Атмосферы понятно дело у них не будет

Насколько я поняла, Борислав имеет в виду тот факт, что Нептун обладает мощным внутренним источником энергии и излучает в 2,5 раза больше, чем получает от Солнца, а Уран этого источника лишен. Проявляется это (в том числе) в том, что обе планеты имеют практически одинаковую эффективную температуру (60К), хотя Нептун находится в полтора раза дальше от Солнца и получает всего около 40% энергии, получаемой Ураном.
В остальном эти планеты весьма схожи (температурным профилем атмосферы, составом и расположением облаков, магнитосферой и пр.) Есть и важные различия.
Говоря о подобии планеты OGLE-05-390L b Урану и Нептуну, я имела в иду весьма вероятную схожесть температурного профиля атмосфер этих планет, приводящую к схожему составу облаков и атмосферы. Наверняка существуют и различия - в конце концов, OGLE-05-390L b в 2 раза меньше Урана и Нептуна и освещается светом звезды другого спектрального класса, нежели Солнце.

Уважаемая, Vika Vorobyeva,
вы писали;
>>за космологическое время она просто не успеет проэволюционировать.
>>Возможно, звезда 15,7 величины - это звезда фона, мне больше ничего другого в голову не приходит.
  Однако если предположить, что  красное смещение в спектрах галактик определяется не эффектом Допплера, а
гравитацией, то есть что большого взрыва не было, то времени  для эволюции будет предостаточно. 

Цитата: ivanij от 14.04.2006 [14:37:35]

Планеты-гиганты очень разные. Одно дело Юпитер, где никакой твердой поверхности, скорее всего, действительно нет. Другое дело Уран, где кое-какая поверхность уже есть (на расстоянии 3/4 радиуса от центра или около того). Третье дело OGLE-05-390L b, чья масса только в пять раз превышает массу Земли.
Поверхность (или льда, или океана) у нее есть. Вопрос в том, насколько мощная у нее атмосфера и какое давление у основания атмосферного столба. Понятно, что незащищенному человеку в любом случае там будет весьма некомфортно
 

У Юпитера поверхность, конечно же, есть. Как и у всех планет-гигантов. По любому должна быть, если уж говорить о океане. Состоит он из газожидкого водорода. На расстоянии 44 тыс км от центра Юпитера давление - 30 млн атмосфер, а температура - 11 тыс градусов( больше чем на поверхности Солнца!). Водород превращается в металл(жидкий). Кстати, в центре Юпитера есть небольшое каменно-металлическое ядро, массой в 17 масс Земли. Возможно, так у всех газовых гигантов.