Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Астрофизики нашли объяснение, почему экзопланет вдвое крупнее Земли так мало
Космические телескопы «Кеплер» и TESS расширили наше представление о том, какими бывают планеты вне Солнечной системы. Инструменты «Джеймса Уэбба» и наземные обсерватории каждый день дополняют эти знания, но есть проблема, объяснение которой долго не удавалось найти. Распределение размеров более чем пяти с половиной тысяч подтвержденных экзопланет имеет заметный провал в диапазоне около двух радиусов Земли.
Эту аномалию астрофизики и астрономы предсказали давно, более 40 лет назад, на основании вероятности миграции планет по планетарной системе. Идея была в том, что, приближаясь к звезде, мини-нептуны (газовые карлики), ледяные гиганты (планеты, похожие на Уран и Нептун) и суперземли (каменистые планеты, имеющие радиус в диапазоне 1,2-2 земных) теряют часть своего вещества. Однако эта теория имеет множество недочетов. В частности, она недостаточно хорошо предсказывает в симуляциях реальное положение вещей в нашей и других известных планетарных системах.
Команда исследователей из Института астрономии общества Макса Планка (MPIA) уже несколько лет пытается улучшить существующие модели, описывающие эволюцию планетарных систем. Предыдущая их работа 2020 года существенно приблизила результат симуляции к реальности.
Теперь ученые сделали следующий важный шаг и среди прочего добавили в расчеты динамику поведения молекулярной воды в разных условиях. Это решение оказалось невероятно плодотворным: в результате симуляция показала распределение размеров экзопланет, которое очень близко к действительно наблюдаемому.
Новая научная работа опубликована в рецензируемом журнале Nature Astronomy, ее текст находится в открытом доступе. Авторы предложили следующее объяснение феномена «дефицита суперземель».
Мини-нептуны, как и их более крупные «родственники» — ледяные гиганты, — формируются во внешней части протопланетного диска. Там находится большая часть вещества, которое астрофизики называют льдом, то есть все, что имеет температуру замерзания выше 100 кельвин: вода, аммиак, метан. Рано или поздно гравитационные возмущения от более крупных планет могут вынудить тела радиусом в диапазоне от полутора до четырех земных мигрировать.
Когда мини-нептун приближается к светилу, его сравнительно тонкая атмосфера из гелия и водорода начинает интенсивно улетучиваться под действием излучения звезды. Этот процесс предсказывали ранее. А вот новшество свежей научной работы — эффект от нагрева «льдов» (особенно воды) в составе экзопланеты. Подробная симуляция показала, что, испаряясь, это вещество формирует гораздо более плотную и объемную атмосферу, чем считалось ранее.
Поскольку наши инструменты не позволяют отдельно измерять радиус «твердой» части экзопланеты и толщину ее атмосферы, для земных обитателей такие мини-нептуны выглядят существенно больше. В основном их размеры в симуляции оказались ближе к 2,4 радиуса нашей планеты, что хорошо согласуется с результатами наблюдений. Проще говоря, приближаясь к звезде, газовые карлики теряют небольшую часть вещества, но заметно прибавляют в объеме.
Суперземли, в свою очередь, ведут себя немного иначе. Каменистые планеты формируются близко к светилу, и, даже если успевают собрать много легкого вещества, большую его часть со временем уносит излучением звезды. Сохранить большой диаметр у них получается только при формировании на большом удалении от нее, а это редкость. Если же каменистая экзопланета с рождения или в результате миграции оказывается ближе к звезде, она быстро «усыхает».
Исследователи из MPIA не считают свою улучшенную модель совершенной — в ней по-прежнему много неточностей. В частности, именно для суперземель симуляция показала наибольшее расхождение с данными наблюдений. И это намекает на дальнейшее направление работы ученых.
Тем не менее новые результаты позволяют лучше понять эволюцию планетарных систем. В особенности то, как внедрение в симуляции более полных моделей поведения вещества даже на самых малых масштабах помогает существенно повысить точность финального результата.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Энтомологи сравнили устойчивость коммерческих и диких гибридных медоносных пчел к главному паразиту ульев — клещу варроа. Полевые и лабораторные тесты показали, что гибриды заражаются в пять раз реже, поскольку их личинки не нравятся паразитам. Пчела-гибрид выживает без регулярных химических обработок и, что важно для пчеловодов, сохраняет миролюбивый характер.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии