Мини-Нептун - Mini-Neptune

А мини-нептун (иногда известный как газовый карлик или же переходная планета) - планета менее массивная, чем Нептун но напоминает Нептун тем, что имеет толстую водород –гелий атмосферы, вероятно, с глубокими слоями льда, скал или жидких океанов (состоящих из воды, аммиак, смесь обоих или более тяжелых летучих).[1]

А газовый карлик это газовая планета с каменистое ядро который накопил толстую оболочку из водорода, гелия и других летучие вещества, имея в результате общий радиус от 1,7 до 3,9 Радиусы Земли (1.7–3.9 р⊕). Термин используется в трехуровневом, металличность -основанный режим классификации на короткий период экзопланеты, в который также входят скалистые, планеты земного типа менее 1,7р⊕ и планеты больше 3,9р⊕, а именно ледяные гиганты и газовые гиганты.[2]

Характеристики

Теоретические исследования таких планет слабо основаны на знаниях об Уране и Нептуне. Без плотной атмосферы он был бы классифицирован как планета океана вместо.[3] По оценкам, разделительная линия между скалистой планетой и газообразной планетой составляет около 1,6–2,0 радиуса Земли.[4][5] Планеты с большими радиусами и измеренными массами в основном имеют низкую плотность и требуют расширенной атмосферы для одновременного объяснения их массы и радиуса, и наблюдения показывают, что планеты с размерами более 1,6 радиуса Земли (и более массивными, чем примерно 6 масс Земли) содержат значительные количества летучих веществ или газа H – He, вероятно, накопленные во время образования.[6][1] Такие планеты, по-видимому, обладают разнообразным составом, который не может быть хорошо объяснен одним соотношением масса-радиус, как это имеет место для более плотных каменистых планет.[7][8][9] Подобные результаты подтверждаются другими исследованиями.[10][11][12] Что касается массы, то нижний предел может широко варьироваться для разных планет в зависимости от их состава; разделяющая масса может варьироваться от 1 до 20 M⊕.

Меньшие газовые планеты и планеты, расположенные ближе к своей звезде, быстрее теряют атмосферную массу из-за гидродинамический выход чем большие планеты и планеты дальше.[13][14]

Газовая планета с малой массой все еще может иметь радиус, напоминающий радиус газового гиганта, если у нее правильная температура.[15]

Планеты, подобные Нептуну, встречаются значительно реже, чем суб-Нептун, хотя они лишь немного больше.[16][17] Этот «радиусный обрыв» отделяет суб-Нептуны (радиус <3 земных радиуса) от Нептуна (радиус> 3 земных радиуса).[16] Считается, что этот радиус-обрыв возникает из-за того, что во время образования, когда происходит аккреция газа, атмосферы планет такого размера достигают давления, необходимого для того, чтобы заставить водород проникнуть в океан магмы, радиус сваливания увеличивается. Затем, когда океан магмы насыщается, рост радиуса может продолжаться. Однако планеты, у которых достаточно газа для достижения насыщения, встречаются гораздо реже, потому что им требуется гораздо больше газа.[16]

Примеры

Самая маленькая из известных внесолнечных планет, которая может быть газовым карликом, - это Кеплер-138д, что меньше массивнее Земли но имеет на 60% больший объем и, следовательно, имеет плотность (2,1 (+ 2,2 / -1,2) грамма на кубический сантиметр), которая указывает либо на значительное содержание воды[18] или, возможно, толстая газовая оболочка.[19]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б D'Angelo, G .; Боденхаймер, П. (2016). "Модели формирования планет Кеплер 11 in situ и ex situ". Астрофизический журнал. 828 (1): id. 33. arXiv:1606.08088. Bibcode:2016ApJ ... 828 ... 33D. Дои:10.3847 / 0004-637X / 828/1/33.
  2. ^ Три режима внесолнечных планет по металличности родительских звезд, Buchhave et al.
  3. ^ Наблюдения за прохождением сверхземли GJ1214b в оптическом и ближнем инфракрасном диапазоне: водный мир или мини-Нептун?, E.J.W. de Mooij (1), M. Brogi (1), R.J. де Кок (2), Дж. Коппенхофер (3,4), С.В. Нефс (1), I.A.G. Снеллен (1), Дж. Грейнер (4), Дж. Хансе (1), Р. Хайнсбрук (1), Ч. Ли (3), П. ван дер Верф (1),
  4. ^ Архитектура многопроходных систем Кеплера: II. Новые расследования с вдвое большим количеством кандидатов, Дэниел К. Фабрики, Джек Дж. Лиссауэр, Дарин Рагоззин, Джейсон Ф. Роу, Эрик Агол, Томас Барклай, Натали Баталья, Уильям Боруки, Дэвид Р. Чиарди, Эрик Б. Форд, Джон К. Гири, Мэтью Дж. Холман , Джон М. Дженкинс, Джи Ли, Роберт К. Морхед, Ави Шпорер, Джеффри С. Смит, Джейсон Х. Стеффен, Мартин Стилл
  5. ^ Когда поверхность экзопланеты становится земной?, blogs.scientificamerican.com, 20 июня 2012 г.
  6. ^ D'Angelo, G .; Боденхаймер, П. (2013). «Трехмерные радиационно-гидродинамические расчеты оболочек молодых планет, заключенных в протопланетные диски». Астрофизический журнал. 778 (1): 77 (29 стр.). arXiv:1310.2211. Bibcode:2013ApJ ... 778 ... 77D. Дои:10.1088 / 0004-637X / 778/1/77.
  7. ^ Бенджамин Дж. Фултон и др. "Обзор Калифорнии-Кеплера. III. Разрыв в распределении малых планет по радиусам
  8. ^ Кортни Д. Дрессинг и др. "Масса Kepler-93b и состав планет земной группы "
  9. ^ Лесли А. Роджерс "Большинство планет радиусом 1.6 от Земли не каменистые "
  10. ^ Лорен М. Вайс и Джеффри В. Марси. "Соотношение масса-радиус для 65 экзопланет меньше 4 радиусов Земли "
  11. ^ Джеффри В. Марси, Лорен М. Вайс, Эрик А. Петигура, Ховард Исааксон, Эндрю В. Ховард и Ларс А. Буххейв. "Возникновение и структура ядро-оболочка планет размером в 1-4 раза больше Земли вокруг звезд, подобных Солнцу "
  12. ^ Джеффри В. Марси и др. "Массы, радиусы и орбиты малых планет Кеплера: переход от газообразных к каменистым планетам "
  13. ^ Фэн Тянь; Мультяшный, Оуэн Б.; Павлов, Александр А .; Де Стерк, Х. (10 марта 2005 г.). «Трансзвуковой гидродинамический выход водорода из внесолнечной планетной атмосферы». Астрофизический журнал. 621 (2): 1049–1060. Bibcode:2005ApJ ... 621.1049T. CiteSeerX  10.1.1.122.9085. Дои:10.1086/427204.
  14. ^ Соотношения масса-радиус экзопланет, Дэмиан С. Свифт, Джон Эггерт, Дэмиен Г. Хикс, Себастьян Хамель, Кайл Касперсен, Эрик Швеглер и Гилберт В. Коллинз
  15. ^ *Соотношение масса-радиус для газообразных планет с очень малой массой, Константин Батыгин, Дэвид Дж. Стивенсон, 18 апреля 2013 г.
  16. ^ а б c https://astrobites.org/2019/12/17/why-are-there-so-many-sub-neptune-exoplanets/
  17. ^ Избыток суб-Нептунов на экзопланете объясняется кризисом летучести, Эдвин С. Кайт, Брюс Фегли-младший, Лаура Шефер, Эрик Б. Форд, 5 декабря 2019 г.
  18. ^ Jontof-Hutter, D; Роу, Дж; и другие. (18 июня 2015 г.). "Масса экзопланеты Kepler-138b размером с Марс по данным Transit Timing". Природа. 522 (7556): 321–323. arXiv:1506.07067. Bibcode:2015Натура.522..321J. Дои:10.1038 / природа14494. PMID  26085271.
  19. ^ Экзопланета земной массы не является двойником Земли - газовая планета ставит под сомнение предположение о том, что планеты земной массы должны быть каменистыми

дальнейшее чтение

внешняя ссылка