2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки





Начать новую тему Ответить на тему
 
 Будущее Юпитера
Сообщение25.03.2017, 19:30 


25/03/17
5
Здравствуйте, заранее прошу прощения за возможно абсурдный вопрос — к сожалению, мои познания в астрономии ограничиваются отрывочными воспоминаниями из школьного курса.

Речь пойдет о будущем Юпитера в Солнечной системе. Юпитер по своему составу напоминает звезду (на 90% состоит из водорода и гелия) и по разным оценкам для превращения в звезду (начала термоядерных реакций) ему необходимо увеличить массу от 8 до 80 раз. Очевидно, что в стационарной Солнечной системе это невозможно. Но что будет, когда Солнце достигнет стадии красного гиганта? Возможна ли ситуация, когда Юпитер начнет захватывать вещество, теряемое Солнцем, и станет стремительно наращивать массу?
Или более вероятен обратный процесс, когда увеличившаяся солнечная активность «сдует» водородную оболочку планеты, оставив каменистое ядро, и Юпитер превратится в планету земной группы?

Если второй вариант ближе к реальности, то сформулирую вопрос шире — возможно ли существование такой планетной системы, где одна из планет превращается в звезду, захватывая вещество центральной звезды, испускаемое ей на стадии красного гиганта?

Заранее благодарю за ответы, с уважением, Сергей.

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущее Юпитера
Сообщение25.03.2017, 20:10 
Супермодератор
Аватара пользователя


09/05/12
11747
Кронштадт
Serge10 в сообщении #1203466 писал(а):
Речь пойдет о будущем Юпитера в Солнечной системе. Юпитер по своему составу напоминает звезду (на 90% состоит из водорода и гелия) и по разным оценкам для превращения в звезду (начала термоядерных реакций) ему необходимо увеличить массу от 8 до 80 раз.
Для превращения в звезду - в 98 раз, а для начала термоядерных реакций - в 13 раз (и это не одно и то же).
Serge10 в сообщении #1203466 писал(а):
Возможна ли ситуация, когда Юпитер начнет захватывать вещество, теряемое Солнцем, и станет стремительно наращивать массу?
Нет, невозможна. Он слишком далеко и слишком маленький.
Serge10 в сообщении #1203466 писал(а):
Или более вероятен обратный процесс, когда увеличившаяся солнечная активность «сдует» водородную оболочку планеты, оставив каменистое ядро, и Юпитер превратится в планету земной группы?
Он тоже невероятен. Юпитер станет горячее, это, естественно, несколько поменяет его структуру, но не сильно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущее Юпитера
Сообщение25.03.2017, 20:18 
Аватара пользователя


29/03/12
1723
Нигредо
Serge10 в сообщении #1203466 писал(а):
оставив каменистое ядро

Сомнительно что там камни, температура и давление просто жуть.

-- 25.03.2017, 21:34 --

Serge10 в сообщении #1203466 писал(а):
возможно ли существование такой планетной системы, где одна из планет превращается в звезду, захватывая вещество центральной звезды

Быстрей звезда сожрёт планету и не подавится. Говорят HIP 56948 поела все свои планеты :-)(а может их и не было вовсе).

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущее Юпитера
Сообщение25.03.2017, 21:20 


25/03/17
5
Pphantom в сообщении #1203476 писал(а):
Для превращения в звезду - в 98 раз, а для начала термоядерных реакций - в 13 раз (и это не одно и то же).


Хм, а можно подробнее? Всегда считал, что именно термоядерные реакции хотя бы на одной из стадий эволюции и являются критерием, по которому небесное тело относят к звездам. Разве коричневые карлики не являются звездами?

Цитата:
Нет, невозможна. Он слишком далеко и слишком маленький.


Спасибо за ответ. Можно тогда получить ответ на расширенную версию вопроса? Возможна ли такая конфигурация звездной системы, когда одна из планет-гигантов становится звездой за счет захвата вещества, выбрасываемого центральной звездой на стадии красного гиганта? Или массы планеты в любом случае недостаточно для такого захвата?

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущее Юпитера
Сообщение25.03.2017, 22:17 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63897
Serge10 в сообщении #1203487 писал(а):
Хм, а можно подробнее? Всегда считал, что именно термоядерные реакции хотя бы на одной из стадий эволюции и являются критерием, по которому небесное тело относят к звездам. Разве коричневые карлики не являются звездами?

Именно коричневые карлики (бурые карлики) не являются звёздами. В них термоядерная реакция "не того типа", и в ней не может участвовать всё вещество этого тела. В результате, они не выходят на главную последовательность. Это тела, промежуточные между звёздами и планетами, но всё-таки звёздами их называть неудобно - слишком широко тогда расширяется термин "звезда".

Serge10 в сообщении #1203487 писал(а):
Возможна ли такая конфигурация звездной системы, когда одна из планет-гигантов становится звездой за счет захвата вещества, выбрасываемого центральной звездой на стадии красного гиганта? Или массы планеты в любом случае недостаточно для такого захвата?

Скорее, плотность звёздного ветра слишком мала, чтобы планета нахватала себе достаточно вещества.

Давайте прикинем. Пусть центральная звезда выбрасывает половину своей массы (больше - нельзя, иначе планета улетит), и пусть это несколько $M_\odot.$ Это вещество выбрасывается в сферу $4\pi$ стерадиан. А захватывается планетой - столько, сколько приходится на её угловой размер, если смотреть со стороны звезды (чуть больше, но порядок тот же). Подставьте туда размеры Юпитера, и скажите, сколько массы он сможет захватить?

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущее Юпитера
Сообщение25.03.2017, 23:56 


25/03/17
5
Munin в сообщении #1203497 писал(а):
Именно коричневые карлики (бурые карлики) не являются звёздами. В них термоядерная реакция "не того типа", и в ней не может участвовать всё вещество этого тела. В результате, они не выходят на главную последовательность. Это тела, промежуточные между звёздами и планетами, но всё-таки звёздами их называть неудобно - слишком широко тогда расширяется термин "звезда".


Ясно, спасибо. Про невыход коричневых карликов на главную последовательность я в курсе, просто считал, что самого факта начала термоядерных реакций, пусть и не водорода, а дейтерия с литием, достаточно для того, чтобы считаться звездой.

Цитата:
Давайте прикинем. Пусть центральная звезда выбрасывает половину своей массы (больше - нельзя, иначе планета улетит), и пусть это несколько $M_\odot.$ Это вещество выбрасывается в сферу $4\pi$ стерадиан. А захватывается планетой - столько, сколько приходится на её угловой размер, если смотреть со стороны звезды (чуть больше, но порядок тот же). Подставьте туда размеры Юпитера, и скажите, сколько массы он сможет захватить?


Хм, Вы уверены, что считать надо именно угловой размер планеты, а не площадь пересечения протопланетной туманности и орбиты планеты? Ведь двигаясь по орбите, в конце концов планета соберет все вещество, которое встретит.
Кроме того, надо как-то учитывать массу планеты - ведь насколько я понимаю, будь на месте планеты компактная звезда (белый карлик), вопросов бы о возможности такого захвата не было бы? А диаметр (и, следовательно, угловой размер) белого карлика меньше диаметра газового гиганта.

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущее Юпитера
Сообщение26.03.2017, 00:23 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63897
Serge10 в сообщении #1203513 писал(а):
достаточно для того, чтобы считаться звездой.

Ну по сути, спор о терминах - это всегда спор об удобстве. Слово "звезда" уже слишком много смыслов за собой тащит, и если включать в него всякие "недозвёзды", то придётся включать и слишком много оговорок в тексты, которые сосредоточены на других проблемах.

Serge10 в сообщении #1203513 писал(а):
Хм, Вы уверены, что считать надо именно угловой размер планеты, а не площадь пересечения протопланетной туманности и орбиты планеты?

Мы же рассматриваем позднюю стадию эволюции звезды, когда протопланетной туманности давно нет, а планета растёт, собирая только вещество, испущенное самой звездой.

Serge10 в сообщении #1203513 писал(а):
Кроме того, надо как-то учитывать массу планеты - ведь насколько я понимаю, будь на месте планеты компактная звезда (белый карлик), вопросов бы о возможности такого захвата не было бы?

Белый карлик поступает иначе - он подбирается к соседу-гиганту достаточно близко, что полость Роша вокруг гиганта сжимается, и часть газа выходит наружу - и падает на карлик.

Планета так не может: соотношение масс такое, что если планета приблизится достаточно близко, чтобы полость Роша вокруг гиганта коснулась его поверхности, сама планета будет практически чиркать по звезде. Она и: будет испаряться; будет приливно тормозиться, и упадёт в звезду; и гигант может бурлить настолько нерегулярными колебаниями поверхности, что захватит планету просто так (или торможением в атмосфере звезды).

В общем, несравнимые масштабы.

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущее Юпитера
Сообщение26.03.2017, 00:38 


25/03/17
5
Munin в сообщении #1203519 писал(а):
Мы же рассматриваем позднюю стадию эволюции звезды, когда протопланетной туманности давно нет, а планета растёт, собирая только вещество, испущенное самой звездой.


Я имел ввиду туманность, образующуюся при сбросе гигантом внешних оболочек, а не исходное молекулярное облако, из которого сформировалась звезда.

Цитата:
Белый карлик поступает иначе - он подбирается к соседу-гиганту достаточно близко, что полость Роша вокруг гиганта сжимается, и часть газа выходит наружу - и падает на карлик. Планета так не может: соотношение масс такое, что если планета приблизится достаточно близко, чтобы полость Роша вокруг гиганта коснулась его поверхности, сама планета будет практически чиркать по звезде. Она и: будет испаряться; будет приливно тормозиться, и упадёт в звезду; и гигант может бурлить настолько нерегулярными колебаниями поверхности, что захватит планету просто так (или торможением в атмосфере звезды).
В общем, несравнимые масштабы.


Вот теперь более-менее понял разницу, большое спасибо за подробное разъяснение.

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущее Юпитера
Сообщение26.03.2017, 02:44 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
14892
Новомосковск
Serge10 в сообщении #1203525 писал(а):
Я имел ввиду туманность, образующуюся при сбросе гигантом внешних оболочек, а не исходное молекулярное облако, из которого сформировалась звезда.
Serge10 в сообщении #1203513 писал(а):
Вы уверены, что считать надо именно угловой размер планеты, а не площадь пересечения протопланетной туманности и орбиты планеты? Ведь двигаясь по орбите, в конце концов планета соберет все вещество, которое встретит.
В отличие от протопланетного облака, вещество, истекающее из звезды, удаляется от неё с достаточно большой скоростью. Если оно сразу не наткнулось на планету, то оно с этой планетой больше не встретится. А в протопланетном облаке вещество движется по примерно круговым орбитам вокруг звезды, и имеет возможность много раз приближаться к планете.

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущее Юпитера
Сообщение26.03.2017, 02:57 
Аватара пользователя


07/02/12
1079
Питер
Serge10 в сообщении #1203525 писал(а):
Я имел ввиду туманность, образующуюся при сбросе гигантом внешних оболочек, а не исходное молекулярное облако, из которого сформировалась звезда

А она, эта туманность, разве выбрасывается не на значительно бОльшие расстояния, чем орбита Юпитера?

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущее Юпитера
Сообщение26.03.2017, 13:14 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63897
Serge10 в сообщении #1203525 писал(а):
Я имел ввиду туманность, образующуюся при сбросе гигантом внешних оболочек, а не исходное молекулярное облако, из которого сформировалась звезда.

Она называется не "протопланетная", а "планетарная". Название происходит из-за того, что когда их открыли, они выглядели в телескопы пятнышками, похожими на диски планет Солнечной системы.

Физически, планетарные туманности (и вообще газовые туманности) имеют совершенно другие размеры и совершенно другую плотность газа, чем протопланетные газопылевые облака. Самое главное соотношение, которое надо держать в голове:
1 парсек = 206265 астрономических единиц
(конечно, с такой точностью запоминать не надо, но "200 тысяч" или "206 тысяч" помнить стоит).

Итак, характерные размеры протопланетных облаков - единицы а.е., а характерные размеры планетарных туманностей - парсеки.

Конечно, тут есть разброс и уточнения, например, протопланетные облака могут простираться до сотни а.е., но всё-таки не до тысячи, и на тысяче а.е. уже не формируется планет-гигантов типа Юпитера, а они туда могут отдрейфовать только в дальнейшей эволюции планетной системы.

А планетарные туманности могут простираться на десятки парсек, но объекты меньше 1 пк обычно даже не классифицируются таким образом, кажется. И их можно сравнительно редко видеть. Это связано с тем, что газ, вытекающий из звезды, имеет всё-таки некоторую характерную скорость, определяемую физикой звезды и межзвёздной среды.

Ну и как уже сказано, они имеют совершенно разное происхождение на разных этапах жизни звезды.

Someone в сообщении #1203546 писал(а):
В отличие от протопланетного облака, вещество, истекающее из звезды, удаляется от неё с достаточно большой скоростью. Если оно сразу не наткнулось на планету, то оно с этой планетой больше не встретится. А в протопланетном облаке вещество движется по примерно круговым орбитам вокруг звезды, и имеет возможность много раз приближаться к планете.

О, кстати, точно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущее Юпитера
Сообщение26.03.2017, 13:25 


25/03/17
5
Всем большое спасибо за разъяснения :). Вопросов больше не осталось.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 12 ] 

Модераторы: Парджеттер, Pphantom, Aer, photon, whiterussian, Jnrty, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group