пятница, 3 февраля 2012 г.

Рассчитаны теоретические соотношения массы и радиуса для экзопланет разного строения

Рассчитаны теоретические соотношения массы и радиуса для экзопланет разного строенияАстрофизики из США, Германии и Великобритании определила наиболее вероятные области параметров — массы, радиуса и давления в ядре — для экзопланет разных типов.

В настоящее время состав вещества и строение экзопланет оценивают путём сравнения их с объектами Солнечной системы, имеющими схожие массу и радиус. При этом, разумеется, учитывается и расстояние, которое отделяет ту или иную планету от её светила и позволяет выбрать подходящую модель внутренней структуры. В самом процессе моделирования одной из ключевых характеристик становится сжимаемость вещества.

Для вычисления сжимаемости в широком диапазоне давлений и температур можно использовать уравнение состояния. Явный недостаток экспериментальных данных, относящихся к давлениям от 200 ГПа до 10 ТПа (от величин, достижимых в опытах с алмазными наковальнями, до нижней границы участка, на котором хорошо проявляет себя модель Томаса — Ферми — Дирака), усложняет вывод этого уравнения, однако авторы всё же сумели выполнить необходимые теоретические расчёты и установили, какими должны быть соотношения массы и давления в ядре и массы и радиуса у различных экзопланет. При этом рассматривались тела из железа, Fe-Ni, SiO2, MgO, базальта (состав по числу атомов: 60,11% — O, 18,26% — Si, 5,96% — Al, 4,01% — Ca, а также Fe, Mg, H, Na, Ti, K, P, Mn), «льдов» (H2O, NH3, CH4), водорода.

На рисунке ниже показаны примеры кривых, отвечающих уравнениям состояния Fe3Ni, базальта, воды, метана и водорода. Легко заметить, что планеты Солнечной системы расположились именно в тех областях графика, где им положено быть: «каменистые» тела оккупировали участок между Fe-Ni и базальтом, Юпитер и Сатурн разместились у кривой, соответствующей водороду, а Уран и Нептун — у CH4. Ожидаемые позиции на «ледяной» стороне базальтовой кривой заняли и малые планеты Эрида и Плутон.

Кроме того, на графике отмечены найденные астрономами «суперземли» Kepler-10b, CoRoT-7b и GJ 1214b и «горячие Юпитеры» HAT-P-2b, CoRoT-3b и CoRoT-2b. Их массы и радиусы были измерены с относительно высокой точностью, что позволяет сделать обоснованные предположения об их составе. Kepler-10b, к примеру, должна быть «каменистой» и иметь железное ядро, масса которого составляет 66% от общей массы планеты, а давление в её центре должно составлять 2,5+0,4–0,3 ТПа. В ядре огромного «горячего Юпитера» CoRoT-3b давление будет доходить уже до 1 900 ТПа — величины, которая может считаться рекордной для незвёздной материи.

В ближайшем будущем эти теоретические расчёты могут получить опытное подтверждение: давление, измеряемое единицами и десятками терапаскалей, достижимо в экспериментах, которые физики хотят провести на базе американского научного комплекса National Ignition Facility.

Полная версия отчёта опубликована в издании Astrophysical Journal; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Космос":

Разоблачение воздушных акробатов поможет создателям робожуков-шпионов
Робототехника, не чуждая бионике, не перестаёт удивлять. К летучим робомышам, быть может, вскоре добавятся летающие роботы размером с насекомое. Давно известный парадокс: соотношение тяги и массы тела насекомых значительно хуже, чем у самолёта Можайского. Попросту говоря, любой авиационный вуз отправит дипломный проект на доработку, если в нём представлена конструкция обычного шмеля. По законам ...
  (читать дальше)

Обнаружена потенциально обитаемая «суперземля»
В обитаемой зоне красного карлика GJ 667C, находящегося в 22 световых годах в созвездии Скорпиона, обнаружена планета GJ 667Cc — вероятно, твёрдая «суперземля». На данный момент это один из лучших кандидатов на пригодность для жизни. Масса планеты в 4,5 раза превосходит земную. Её год продолжается всего 28 наших дней. Красный карлик относительно тусклый, поэтому планета получает чуть меньше ...
  (читать дальше)

Центры сертификации микросхем для космических аппаратов созданы в РФ
Для проверки электронных компонентов соответствию условиям работы на космических аппаратах созданы два цента сертификации - в Москве и Красноярске, сообщил в эфире радиостанции "Эхо Москвы" руководитель Роскосмоса Владимир Поповкин. "Мы создали два центра сертификации всей импортной электронной компонентной базы - один в Москве и второй в Красноярске. Всю импортную элементную базу проверяем", - ...
  (читать дальше)

Космические туристы могут отправиться в полет вокруг Луны до 2017 г
Американская компания Space Adventures, которая занимается организацией полетов туристов на российских космических кораблях, рассчитывает осуществить первый полет космического туриста вокруг Луны уже через пять лет. "Мы планируем запустить корабль до 50-й годовщины начала программы "Аполлон". Я бы начал отсчет программы с запланированной даты старта "Аполлона-1", февраля 1967 года, то есть 50 ле...
  (читать дальше)

Экипаж, который полетит на МКС в 2013 году, завершил тренировку
Экипаж экспедиции, который должен отправиться на Международную космическую станцию (МКС) 2 апреля 2013 года, завершил тренировку по отработке действий после приземления в лесисто-болотистой местности в зимних условиях, сообщила пресс-служба российского Центра подготовки космонавтов (ЦПК). В экипаж входят космонавты Роскосмоса Павел Виноградов и Александр Мисуркин, а также астронавт НАСА Кристофе...
  (читать дальше)

Неудачи Роскосмоса в 2011 году не говорят о системной проблеме - НАСА
НАСА не видит в проблемах с "Союзом" и аварии "Прогресса" в 2011 году серьезной системной проблемы и считает, что российские коллеги относятся к возникшим вопросам достаточно серьезно, сообщил журналистам руководитель программы МКС в НАСА Майкл Саффредини. "У российских коллег за год было несколько сложных пусков, они относятся к этому очень серьезно... но ни одна из проблем не была связана с пр...
  (читать дальше)

Американская программа GRAIL получила первое видео обратной стороны Луны
Камера MoonKAM на борту одного из американских лунных спутников GRAIL прислала свой первый видеоролик, посвящённый обратной стороне Луны. Программа GRAIL состоит из двух идентичных космических аппаратов, недавно названных Ebb и Flow («Прилив» и «Отлив»), каждый из которых оснащен MoonKAM. Съёмка производилась 19 января в рамках испытаний MoonKAM Ebb. На 30-секундном видео в верхней части экран...
  (читать дальше)

Обнародована фотография области звездообразования NGC 3324
Эта фотография района звездообразования NGC 3324 сделана с помощью инструмента Wide Field Imager 2,2-метрового телескопа чилийской обсерватории Ла-Силья. NGC 3324 находится в созвездии Южного полушария Киль примерно в 7 500 световых годах от Земли. Он расположен на северной окраине хаотической туманности Киля (NGC 3372), которая сформировала не одну область звездообразования. Несколько миллионов...
  (читать дальше)

НАСА и Роскосмос пересматривают сценарий затопления МКС
Роскосмос и НАСА обсуждают необходимые изменения сценария затопления Международной космической станции после 2020 года - текущий его вариант предполагает использование одного из европейских грузовиков ATV, последний из которых отправится к станции в 2014 году, сообщил журналистам руководитель программы МКС в НАСА Майкл Саффредини. Первый грузовой корабль ATV (Automated Transfer Vehicle) был запу...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)