Типы планет: Виды планет Солнечной системы

Введение в экзопланеты — Кафедра космической физики

ПечатьDOCPDF

Аннотация

Наше понимание экзопланет достигло впечатляющего успеха в последнее время. С помощью спектроскопических методов для транзитов экзопланет, реализованных на имеющихся космических и наземных наблюдательных инструментах, получен большой объем наблюдательных данных о составе и структуре атмосфер экзопланет. В самих планетных системах отдельные планеты могут иметь твердые, газовые и, в некоторых случаях, жидкие оболочки. Их характеристики варьируются от планет земного типа через суб-нептуны и нептуны до газовых гигантов, причем каждый тип экзопланет занимает большую часть орбитальных расстояний, покрываемых современными методами наблюдения. По мере непрерывного прогресса в методах обнаружения и характеризации экзопланет накапливаются статистические данные, показывающие положение (по-видимому, вполне обычное) нашей Солнечной системы среди экзопланетных систем.

С текущей и планируемой деятельностью космических и наземных телескопов в поисках экзопланет малой массы в обитаемых зонах ближайших звезд (TESS, PLATO, WSO-UV, ESPRESSO и др.), наступает новая эра для продвижения знаний об эволюции и обитаемости планет, которые находится рядом с нами. Исследование образования и эволюции первичных и вторичных атмосфер и потенциальной обитаемости экзопланет земного типа — суб-,  экзо- и супер- земель, —  и нового класса не имеющих аналогов в Солнечной системе экзопланет — суб-нептунов и планет-океанов, —  имеет первостепенное значение для ряда современных естественнонаучных проблем, важнейшими из которых являются космогония Солнечной системы и происхождение жизни на Земле. Хотя открыто около 4000 экзопланет, мы все еще не можем установить, пригодна ли какая-либо экзопланета земного типа для жизни. Решение этих проблем требует знания эволюции атмосферы таких планет в течении их жизни.

В курсе лекций «Введение в экзопланеты» будут представлены основные этапы открытий и исследований планет у других звезд. Основное внимание будет уделено актуальным наблюдательным и теоретическим исследованиям экзопланет как одного из активно развиваемых  направлений вычислительной астрофизики и космической физики.
Программа курса
1. Протопланетные диски

Протозвездные облака. Гравитационные неустойчивости и коллапс. Механизмы отвода углового момента. Структура и состав протопланетного диска.

2. Образование экзопланет

Области формирования планет. Резонансы. Модели формирования планет. Миграция планет. Основные типы планет.

3. Методы наблюдения экзопланет

Транзитный метод. Метод лучевых скоростей. Метод микролинзирования. Метод прямого наблюдения.

4. Методы наблюдения атмосфер экзопланет

Спектры поглощения в атмосферах экзопланет. Возможности наблюдения радиоизлучения. Основные ограничения наблюдательных методов, эффекты наблюдательной селекции. Основные наблюдательные миссии, нацеленные на открытие и исследование атмосфер экзопланет.

5. Солнечная система — планеты

Солнечная система и ее архитектура. Гелиосфера. Основные характеристики планет (масса, плотность, характер вращения, свойства атмосферы, магнитные поля, условия на поверхности). Наземные и космические методы исследования тел Солнечной системы.

6. Солнечная система — малые тела

Малые тела Солнечной системы. Спутники и кольца планет. Астероиды и пояса астероидов. Кометы. Миры с океанами. Метеорное вещество.

7. Статистика экзопланет и их характеризация

Статистические исследования экзопланет необходимы для верификации моделей образования планет и получения оценок количества планет определенных типов в Галактике (например, планет земного типа в обитаемой зоне). Кроме того, вариации распространенности планет во всем пространстве параметров могут указывать на астрофизические явления, значимые в эволюции планетных систем. Анализ распределения экзопланет по радиусам, полученного на основе данных «Кеплера», привел к обнаружению т. н. «зазора Фултона» – примерно двукратного дефицита планет с радиусами 1.7-1.9 радиусов Земли, маркирующего границу между суперземлями (планетами преимущественно железокаменного состава) и мини-нептунами (планетами, окруженными протяженными водородно-гелиевыми атмосферами, чья масса может достигать нескольких процентов от полной массы планеты).

8. Архитектура планетных систем

Планетные системы у других звезд. Компактные планетные системы. Планетные системы с горячими юпитерами и нептунами. Сравнение с архитектурой Солнечной системы.

9. Первичные атмосферы экзопланет

Формирование первичных и вторичных атмосфер экзопланет. Структура и динамика атмосфер. Атмосферы газовых и ледяных гигантов, суб-нептунов и планет-океанов, каменистых планет. Атмосферы супер-, экзо- и суб- земель.

10. Вторичные атмосферы экзопланет

Взаимодействие атмосфер со звездным ветром. Строение ионосферы, магнитосферы, взаимодействие магнитосферы со звездным ветром. Полярные сияния. Потеря атмосферы и переход от первичных ко вторичным атмосферам. Типы протяженных оболочек горячих юпитеров.

11. Зоны потенциальной обитаемости

Основные факторы, влияющие на обитаемость экзопланет. Влияние ранних стадий эволюции родительской звезды на положение зон обитаемости. Магнитное поле и зоны обитаемости. Возможные расширения потенциальных зон обитания.

12. Атмосферные биомаркеры

Биомаркеры и возможности их наблюдений. Атмосферные биомаркеры. Ложно положительные и отрицательные биомаркеры. N2-O2 атмосферы.

13. Надтепловые частицы в планетных атмосферах

Структура планетной атмосферы. Описание атмосферы на микро- и макроскопических уровнях. Кинетическое уравнение Больцмана и газодинамические уравнения для описания состояния атмосферы. Тепловые и надтепловые частицы. Фотохимические и плазменные источники надтепловых частиц. Роль надтепловых частиц в атмосферной химии и энергетике, в диссипации атмосферы.

14. Кинетический метод Монте-Карло для исследования планетных атмосфер

Кинетика надтепловых частиц. Микро- и макроскопические уровни описания и математические модели. Кинетический метод Монте-Карло (КММК). Численные модели для исследования кинетики и динамики надтепловых частиц в планетных атмосферах. Приложения КММК для задач аэрономии и астрохимии.

15. Перспективы исследования экзопланет

Текущие и будущие наземные и космические проекты исследования экзопланет. Наблюдательная программа внеатмосферной обсерватории «Спектр-УФ» по экзопланетам. Комплекс наземных исследований экзопланет на российских телескопах и инструментах.

© 2001-2023 Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Противодействие коррупции | Сведения о доходах

Антитеррористическая безопасность

Политика обработки персональных данных МФТИ

Техподдержка сайта | API

Использование новостных материалов сайта возможно только при наличии активной ссылки на https://mipt. ru

МФТИ в социальных сетях

Все типы планет | Stellaris | Чит-коды

• Koweezo
• Stellaris
• Читы

Все коды для игры:

Основной список

Перечень ресурсов

Создание кораблей

Получение традиций

Бонусы за стремление

Внутриигровые события

Различные аномалии

Черты видов и лидеров

Список технологий

planet_class [класс] изменяет класс выбранной сейчас в игре планеты.

Различные типы планет

Наша Солнечная система является домом для восьми планет, каждая из которых относится к двум разным типам планет: скалистые и газовые гиганты. Четыре внутренние планеты, Меркурий, Венера, Земля и Марс, являются каменистыми планетами. Между тем, четыре внешние планеты, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, являются газовыми гигантами. Подавляющее большинство планет, обнаруженных вокруг других звезд, также являются либо скалистыми мирами, либо газовыми гигантами. Однако скалистые и газовые гиганты — это обобщенные категории, и внутри каждой есть подкатегории. Какие существуют типы планет?

Скалистые миры

Представление художников о Kepler-22b, далекой экзопланете, которая, вероятно, является суперземлей

. Скалистые планеты, также называемые планетами земной группы, бывают двух разных типов: малые планеты земной группы или суперземли. Малые каменистые планеты — это тип каменистых планет, обнаруженных в нашей Солнечной системе. Хотя каждая из каменистых планет в нашей Солнечной системе сильно отличается друг от друга, каждая из них относится к одному и тому же типу планет. Суперземли — это тип планет, которых нет в нашей Солнечной системе, но на самом деле они являются одним из наиболее распространенных типов планет в Млечном Пути. Как следует из их названия, суперземля — это тип каменистой планеты, которая больше Земли. Чтобы быть более конкретным, суперземля — это каменистый мир, который как минимум в два раза больше Земли. Интересно, что до конца не известно, насколько массивной может быть суперземля, пока она не превратится в небольшого газового гиганта.

Переход между скалистой планетой и газовыми гигантами

Как только что было сказано, ученые пока не знают, когда суперземля станет газовым гигантом. Известно, что некоторые из крупнейших суперземель, обнаруженных вокруг других звезд, состоят из скал, а другие — из газа. Как именно суперземля превращается в газового гиганта, остается неизвестным, однако небольшие газовые гиганты, тип планет, называемых мини-Нептунами, являются наиболее распространенным типом планет, встречающихся вокруг других звезд. Как следует из их названия, мини-Нептуны — это планеты, представляющие собой газообразные миры, похожие на Нептун, но заметно меньшие по размеру. Мини-Нептуны, вероятно, имеют каменные ядра, окруженные плотной атмосферой с преобладанием водорода.

Газовые гиганты

Представление художников о горячем Юпитере, вращающемся вокруг другой звезды

Газовые гиганты можно разделить на три типа планет: газовый гигант, ледяной гигант и горячий Юпитер. Основные газовые гиганты — это такие миры, как Юпитер и Сатурн; массивные миры, которые вращаются далеко от своей звезды, имеют плотную атмосферу, состоящую в основном из водорода и гелия, и, вероятно, не имеют какой-либо твердой поверхности. Ледяные гиганты — это планеты, подобные Урану и Нептуну. Хотя каждый газовый гигант состоит в основном из водорода и гелия, ледяной гигант определяется как газовый гигант, масса которого в первую очередь связана с концентрацией льдов в его атмосфере. Например, и Уран, и Нептун содержат гораздо больше химических веществ, таких как метан, аммиак и вода. Ледяные гиганты, как правило, вращаются в отдаленных регионах Солнечной системы, где различные льды существуют в гораздо более высоких концентрациях.

В нашей Солнечной системе можно найти как обычные газовые гиганты, так и ледяные гиганты, но третий тип, горячий Юпитер, не может быть найден в нашей Солнечной системе. Горячие юпитеры — это газовые гиганты, которые вращаются очень близко к своей родительской звезде, в большинстве случаев даже ближе, чем Меркурий вращается вокруг Солнца. Таким образом, горячие Юпитеры испытывают адские температуры, которые перегревают их атмосферу, отсюда и название горячий Юпитер.

Эйдан Ремпл 28 июля 2022 г. в Science

Сколько существует типов планет?

Астрономы придумали множество критериев для классификации планет, одним из которых является состав.

Планеты — это большие небесные объекты, которые вращаются вокруг определенной звезды и обычно имеют сфероидальную форму. Наиболее известны восемь планет, составляющих нашу Солнечную систему: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Земля, Венера, Марс и Меркурий. Однако есть еще много планет, которые существуют за пределами нашей Солнечной системы. Астрономы придумали множество критериев, которые они используют для классификации этих планет, одним из критериев является классификация планет на основе их состава. Существует 17 различных типов планет в зависимости от состава.

17. Хтонийская планета

Хтонийские планеты — это небесные объекты, вращающиеся вблизи звезды, которая изначально была газовым гигантом, но ее гелиевая и водородная атмосферы были удалены из-за высоких температур, исходящих от соответствующих ближайших звезд, оставив после себя металлическое и каменистое ядро. В нашей Солнечной системе нет хтонических планет, но есть несколько таких планет, которые наблюдались, включая Kepler-57b и Kepler-52b.

16. Карбоновый самолет

Углеродная планета — это теоретическая планета, которая, как полагают, имеет более высокую концентрацию углерода, чем кислорода в своем составе. Также считается, что такие планеты имеют ядра из железа или стали, что характерно для планет земной группы. Считается, что поверхность этих планет покрыта жидкими или замороженными углеводородами со слоем графита или алмазов толщиной в несколько миль под поверхностью. Подходящим кандидатом на роль углеродной планеты является планета 55 Рака e.

15. Город Планета

Планета-город — это гипотетическая планета, также известная как экуменополис, представляющая собой город размером с планету. Сторонники концепции «город-планета» считают, что в будущем глобальные города будут расти и охватывать весь земной шар, образуя город-планету. Эта концепция стала популярной после того, как планеты-города были изображены в нескольких художественных произведениях, включая знаменитую франшизу «Звездные войны». Планеты-города являются чисто гипотетическими, поскольку известных планет-городов не существует.

14. Планета без ядра

Как следует из названия, планета без ядра — это планета без ядра. Этот гипотетический тип планет состоит исключительно из мантии.

13.

Пустынная планета

Планеты-пустыни — это планеты земной группы, поверхность которых напоминает пустыню. Считается, что такие планеты имеют большую обитаемую зону, чем земноподобные водянистые планеты. Концепция пустынных планет изображается в современных художественных произведениях, таких как 19 век.65 роман «Дюна». Некоторые астрономы считают, что Земля в конечном итоге станет планетой-пустыней по мере увеличения светимости Солнца. Также считается, что в прошлом Венера была пустынной планетой.

12. Газовый карлик

Газовый карлик — небесное тело с твердым ядром, но покрытое плотной атмосферой, состоящей из гелия, водорода и других летучих газов. Газовый карлик похож по составу на газовые планеты-гиганты и отличается только размерами. Одним из примеров газового карлика является Кеплер-138d, внесолнечная планета.

11. Газовый гигант

Газовые гиганты — это планеты, состоящие в основном из гелия, водорода и других летучих соединений. Эти планеты огромных размеров являются одними из самых больших известных планет. В нашей Солнечной системе есть две планеты, которые классифицируются как газовые гиганты, это Сатурн и Юпитер. Считается, что эти планеты имеют расплавленное каменистое ядро. Однако свойства соединений, существующих в ядрах этих газовых гигантов, плохо изучены из-за больших температур и давлений.

10. Планета гелия

Атмосфера гелиевой планеты состоит преимущественно из гелия. Ученые считают, что такие планеты образуются после того, как высокие температуры близлежащей звезды вызывают испарение и исчезновение более легких газов, включая водород, и оставляют после себя атмосферу, состоящую из гелия. Считается, что из-за высокой концентрации гелия в атмосфере гелиевые планеты имеют белый и светло-серый цвет.

9. Ледяной великан

Ледяные гиганты — это планеты, состоящие в основном из плотных газов, которые тяжелее газовых гигантов. Было установлено, что эти планеты, которые изначально были классифицированы как газовые гиганты, различаются по составу, поскольку они в основном состоят из углерода, серы, кислорода и азота, а не из водорода и гелия, которые содержатся в газовых гигантах. Нептун и Уран — два ледяных гиганта нашей Солнечной системы.

8. Ледяная планета

Ледяная планета преимущественно состоит из летучих соединений, таких как вода, метан и аммиак, в их замороженном состоянии. На этих планетах наблюдаются чрезвычайно низкие температуры (ниже минус (-) 13 градусов по Цельсию). В нашей Солнечной системе нет ледяных планет, поскольку единственные ледяные объекты, обладающие такими характеристиками, слишком малы, чтобы их можно было классифицировать как планеты. Ледяные планеты являются ключевыми кандидатами на присутствие внеземной жизни, поскольку ученые считают, что на этих планетах есть подповерхностные океаны, в которых есть условия, подходящие для жизни.

7. Железная планета

Железная планета — это тип планеты, который в основном состоит из богатого железом ядра. Такие планеты также отличаются ограниченным наличием или полным отсутствием мантии. Ученые считают, что эти типы планет изначально были планетами земной группы, но их мантия была сорвана в результате гигантских ударов. Меркурий — единственная железная планета в нашей Солнечной системе.

6. Лавовая планета

Лавовая планета — это теоретический тип планеты, который характеризуется наличием расплавленной лавы, покрывающей его поверхность. Считается, что на этих планетах наблюдается интенсивная вулканическая активность в результате недавнего крупного столкновения или планеты в зачаточном состоянии. Также считается, что эти планеты существуют в непосредственной близости от своих звезд.

5. Планета Океан

Планета-океан — это гипотетический тип планеты, которая, как считается, полностью или преимущественно покрыта водой. Эти планеты на 10% состоят из воды (вода составляет всего 0,05% массы Земли). На планетах-океанах есть океаны глубиной в сотни миль.

4. Протопланета

Протопланеты — крупные небесные тела, образовавшиеся в результате столкновения планетезималей и также известные как зародыши планет. В нашей Солнечной системе нет установленных протопланет, ближайшим эквивалентом которых являются астероиды, такие как Паллада и Веста.

3.

Пухлая планета

Пухлые планеты — это газовые гиганты, которые существуют близко к своим звездам, а температура от звезд вызывает расширение их атмосфер, в результате чего такие планеты имеют большой экваториальный радиус, но относительно низкую плотность. В Солнечной системе таких планет нет, но за пределами нашей Солнечной системы было обнаружено несколько таких планет, включая WASP-12b и WASP 17b.

2. Силикатная планета

Силикатная планета в основном состоит из силикатных соединений. Эти планеты характеризуются твердой корой, силикатной мантией и ядром на основе железа. В зависимости от наличия тектонической и вулканической активности на этих планетах также могут быть горы, каньоны и долины. Все четыре ближайшие к Солнцу планеты (Меркурий, Венера, Земля и Марс) относятся к категории силикатных планет.

1.