Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Планеты земной группы Солнечной системы: Меркурий , Венера , Земля и Марс в масштабе

Наземная планета , теллурический планет или скалистая планета является планетой , которая состоит в основном из силикатных пород или металлов . В пределах Солнечной системы планеты земной группы, принятые МАС, являются ближайшими к Солнцу внутренними планетами , то есть Меркурием , Венерой , Землей и Марсом . Среди астрономов, использующих геофизическое определение планеты , Луны , Ио и Европы.также могут считаться планетами земной группы. [1] [2] [3] Термины «планета земного типа» и «теллурическая планета» произошли от латинских слов, обозначающих Земля ( Terra и Tellus ), поскольку эти планеты с точки зрения структуры похожи на Землю . Эти планеты расположены между Солнцем и поясом астероидов .

Планеты земной группы имеют твердую поверхность , что существенно отличает их от более крупных газообразных планет , которые в основном состоят из некоторой комбинации водорода , гелия и воды, находящихся в различных физических состояниях .

Структура [ править ]

Все планеты земной группы в Солнечной системе имеют одинаковую базовую структуру, такую ​​как центральное металлическое ядро (в основном железное ) с окружающей силикатной мантией . Луна Земли похожа, но имеет гораздо меньшее железное ядро; другие естественные спутники , такие как Ио , Европа и Титан , также имеют внутреннюю структуру, аналогичную структуре планет земной группы.

Планеты земной группы могут иметь поверхностные структуры, такие как каньоны , кратеры , горы , вулканы и другие, в зависимости от наличия эрозионной жидкости и / или тектонической активности.

У планет земной группы есть вторичные атмосферы , образовавшиеся в результате выделения газов вулканическими процессами или обломков комет. Это контрастирует с наружным , гигантскими планетами , чьи атмосферы являются первичными ; первичные атмосферы были получены непосредственно из исходной солнечной туманности . [4]

Планеты земной группы Солнечной системы [ править ]

Относительные массы планет земной группы Солнечной системы и Луны (обозначенной здесь как Луна)
Внутренние планеты (размеры в масштабе). Слева направо: Земля, Марс, Венера и Меркурий.

В Солнечной системе четыре планеты земной группы: Меркурий , Венера , Земля и Марс . Только одна планета земного типа, Земля, имеет активную гидросферу .

Во время формирования Солнечной системы было много планетезималей и протопланет земного типа , но большинство из них слились с четырьмя планетами земной группы или были изгнаны ими, в результате чего выжило лишь несколько планет, например 4 Весты .

Карликовые планеты , такие как Церера , Плутон и Эрида , похожи на планеты земной группы тем, что имеют твердую поверхность, но состоят из льда и камня, а не из камня и металла. Некоторые небольшие тела Солнечной системы, такие как Веста, довольно каменистые, а в случае 16 Psyche даже металлические, как Меркурий, в то время как другие, такие как 2 Паллада, более ледяные.

Большинство спутников планетарной массы представляют собой ледяной камень или даже в основном лед. Три исключения - это спутник Земли, по составу напоминающий мантию Земли, Ио Юпитера, силикатно-вулканический, и Европа Юпитера, которая, как полагают, имеет активную гидросферу.

Тенденции плотности [ править ]

Несжатая плотность планеты земной группы - это средняя плотность ее материалов при нулевом давлении . Более высокая плотность в несжатом состоянии указывает на большее содержание металла. Несжатая плотность отличается от истинной средней плотности (также часто называемой «объемной» плотностью), потому что сжатие внутри ядер планет увеличивает их плотность; средняя плотность зависит от размера планеты, распределения температуры и жесткости материала, а также от состава.

Плотности планет земной группы
ОбъектПлотность (г · см -3 )Большая полуось (AU)
Иметь в видуНесжатый
Меркурий5,45,30,39
Венера5.24.40,72
земной шар5.54.41.0
Марс3.93.81,52

Несжатая плотность планет земной группы стремится к более низким значениям по мере удаления от Солнца . Например, скалистая малая планета Веста, вращающаяся за пределами Марса на высоте 2,36 а.е., менее плотна, чем Марс, при 3,5 г · см −3 , а более ледяная Паллада, вращающаяся на орбите на высоте 2,77 а.е., еще менее плотна при 2,9 г · см −3 .

Луна Земли имеет плотность 3,3 г · см −3, а спутники Юпитера Ио и Европа - 3,5 и 3,0 г · см −3 ; другие большие спутники, более ледяные, обычно имеют плотность менее 2 г · см -3 . [5] [6] Карликовые планеты Церера, Плутон и Эрида имеют плотности 2,2, 1,9 и 2,5 г · см -3 соответственно. (В какой-то момент Цереру иногда называли «земным карликом», а Плутон - «ледяным карликом», но это различие больше не имеет смысла. Теперь выясняется, что Церера образовалась во внешней Солнечной системе и сама по себе является довольно ледяной.)

Расчеты для оценки плотности несжатого вещества по своей сути требуют модели структуры планеты. В случае использования посадочных устройств или космических аппаратов на нескольких орбитах эти модели ограничиваются сейсмологическими данными, а также данными о моменте инерции, полученными с орбит космических аппаратов. Там, где такие данные недоступны, неопределенность неизбежно выше. [7] Неизвестно, будут ли внесолнечные планеты земной группы в целом следовать этой тенденции.

Внесолнечные планеты земной группы [ править ]

См. Также: Супер-Земля , Мега-Земля и Список ближайших земных кандидатов на экзопланеты.

Большинство планет, обнаруженных за пределами Солнечной системы, являются планетами-гигантами , потому что их легче обнаружить. [8] [9] [10] Но с 2005 года были обнаружены сотни потенциально внеземных планет земного типа, причем некоторые из них были подтверждены как земные. Большинство из них - суперземли , то есть планеты с массой между Землей и Нептуном; Суперземли могут быть газовыми планетами или планетами земного типа, в зависимости от их массы и других параметров.

В начале 1990-х годов были обнаружены первые внесолнечные планеты, вращающиеся вокруг пульсара PSR B1257 + 12 , с массами в 0,02, 4,3 и 3,9 раза больше Земли по времени пульсара .

Когда 51 Пегаса б , первая планета , найденная вокруг звезды еще проходит сплав , было обнаружено, многие астрономы предположить , что это будет гигантский земной, [ править ] , так как предполагалось , не газовый гигант не может существовать как близко к своей звезде (0,052 AU ), как это сделал 51 Pegasi B. Позже выяснилось, что это газовый гигант.

В 2005 году были обнаружены первые планеты, вращающиеся вокруг звезды главной последовательности и имеющие признаки того, что они являются планетами земной группы: Gliese 876 d и OGLE-2005-BLG-390Lb . Gliese 876 d вращается вокруг красного карлика Gliese 876 в 15 световых годах от Земли, имеет массу в семь-девять раз больше Земли и период обращения всего два земных дня. OGLE-2005-BLG-390Lb имеет массу примерно в 5,5 раз больше Земли и вращается вокруг звезды на расстоянии около 21000 световых лет в созвездии Скорпиона. С 2007 по 2010 год три (возможно, четыре) потенциальных планеты земной группы были обнаружены на орбите внутри планетной системы Gliese 581 . Самый маленький, Gliese 581e , имеет массу около 1,9 массы Земли [11].но вращается очень близко к звезде. [12] Два других, Gliese 581c и Gliese 581d , а также спорная планета Gliese 581g являются более массивными суперземлями, вращающимися в зоне обитания звезды или рядом с ней, поэтому они потенциально могут быть обитаемыми вместе с Землей. -подобные температуры.

Другая, возможно, земная планета, HD 85512 b , была открыта в 2011 году; его масса как минимум в 3,6 раза больше массы Земли. [13] Радиус и состав всех этих планет неизвестны.

Размеры кандидатов в планеты Кеплер основаны на 2740 кандидатах, вращающихся вокруг 2036 звезд по состоянию на 4 ноября 2013 г. ( НАСА ).

Первый подтвержденный наземной экзопланета , Kepler-10b , была найдена в 2011 году миссии Kepler , специально разработан , чтобы обнаружить Землю размеров планет вокруг других звезд , используя транзитный метод. [14]

В том же году команда космической обсерватории Кеплера опубликовала список из 1235 кандидатов на внесолнечные планеты , в том числе шесть из них «размером с Землю» или «размером с суперземлю» (т. Е. Имеют радиус менее 2 земных радиусов) [ 15] и в обитаемой зоне своей звезды. [16] С тех пор Кеплер открыл сотни планет размером от Луны до суперземли, а также гораздо больше кандидатов в этом диапазоне размеров (см. Изображение).

В сентябре 2020 года астрономы, использующие методы микролинзирования, сообщили об обнаружении впервые планеты- изгоя земной массы (названной OGLE-2016-BLG-1928 ), не ограниченной какой-либо звездой и свободно плавающей в галактике Млечный Путь . [17] [18] [19]

Список экзопланет земного типа [ править ]

См. Также: Список ближайших кандидатов на экзопланеты земного типа.

Следующие экзопланеты имеют плотность не менее 5 г / см 3 и массу ниже Нептуна и, таким образом, весьма вероятно, являются земными:

Kepler-10b , Kepler-20b , Kepler-36b , Kepler-48d , Kepler 68c , Kepler-78b , Kepler-89b , Kepler-93b , Kepler-97b , Kepler-99b , Kepler-100b , Kepler-101c , Kepler-102b , Кеплер-102d , Кеплер-113b , Кеплер-131b , Кеплер-131с , Кеплер-138с , Кеплер-406b , Кеплер-406c , Кеплер-409b .

Планета Kepler-10c с массой Нептуна также имеет плотность> 5 г / см 3 и, таким образом, весьма вероятно, является земной.

Частота [ править ]

В 2013 году , сообщили астрономы, на основе космической миссии Kepler данных, что может быть столько , сколько 40 млрд наземно и супер-Земли размером планет , вращающихся вокруг в жилых зонах на ВС типа звезд и красных карликов в пределах Млечного Пути . [20] [21] [22] 11 миллиардов из этих предполагаемых планет могут вращаться вокруг звезд, подобных Солнцу. [23] По мнению ученых, ближайшая такая планета может находиться на расстоянии 12 световых лет от нас. [20] [21]Однако это не дает оценок количества внесолнечных планет земной группы, потому что есть планеты размером с Земля, которые оказались газовыми (см. Kepler-138d ). [24]

Типы [ править ]

Дополнительная информация: Список типов планет.
Впечатление художника от углеродной планеты

Было предложено несколько возможных классификаций планет земной группы: [25]

Силикатная планета
Стандартный тип планет земной группы, наблюдаемый в Солнечной системе, состоит в основном из твердой мантии на основе кремния с металлическим (железным) ядром.
Углеродная планета (также называемая «алмазной планетой»)
Теоретический класс планет, состоящий из металлического ядра, окруженного в основном минералами на основе углерода. Их можно считать разновидностью планет земной группы, если в них преобладает содержание металлов. В Солнечной системе нет углеродных планет, но есть углеродистые астероиды .
Железная планета
Теоретический тип планеты земной группы, которая почти полностью состоит из железа и поэтому имеет большую плотность и меньший радиус, чем другие планеты земной группы сравнимой массы. Меркурий в Солнечной системе имеет металлическое ядро, равное 60–70% его планетной массы. Считается, что железные планеты образуются в высокотемпературных областях, близких к звезде, таких как Меркурий, и если протопланетный диск богат железом.
Планета без ядра
Теоретический тип планеты земного типа, который состоит из силикатной породы, но не имеет металлического ядра, то есть противоположность железной планеты. Хотя в Солнечной системе нет планет без ядра, хондритовые астероиды и метеориты обычны в Солнечной системе. Считается, что планеты без ядра образуются дальше от звезды, где более распространены летучие окисляющие вещества.

См. Также [ править ]

  • Хтонская планета
  • Земной аналог
  • Список потенциально обитаемых экзопланет
  • Планетарная обитаемость
  • Зона Венеры
  • Список гравитационно закругленных объектов Солнечной системы

Ссылки [ править ]

  1. ^ Типы планет , Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса, 2020-07-17
  2. ^ Эмили Лакдавалла и др., Что такое планета? Планетарное общество, 21 апреля 2020 г.
  3. ^ Дэвид Рассел (2017) Геофизическая классификация планет, карликовых планет и лун , т. 4
  4. ^ Шомберт, Джеймс (2004). «Лекция 14 Атмосферы планет земной группы (первичные атмосферы)» . Кафедра физики. Астрономия 121 Конспект лекций. Университет Орегона. Архивировано 13 июля 2011 года . Проверено 22 декабря 2009 года .
  5. ^ НАСА: Спутники Юпитера
  6. ^ Космос: плотность Луны Земли
  7. ^ "Курсовые материалы по" соотношению массы и радиуса "в формировании планет" (PDF) . caltech.edu . Архивировано (PDF) из оригинала 22 декабря 2017 года . Проверено 2 мая 2018 .
  8. ↑ Кэрол Хэсвелл , Транзитные экзопланеты, заархивированная 7 ноября 2015 года в Wayback Machine.
  9. ^ Майкл Perryman, экзопланеты Справочник архивации 7 ноября 2015 в Wayback Machine
  10. ^ Сара Сигер, Экзопланеты архивации 7 ноября 2015 в Wayback Machine
  11. ^ "Самая легкая экзопланета из когда-либо обнаруженных" . ESO (ESO 15/09 - научный выпуск). 21 апреля 2009 года архивация с оригинала на 5 июля 2009 года . Проверено 15 июля 2009 года .
  12. ^ М. мэр; X. Бонфилс; Т. Форвейл; X. Delfosse; С. Удры; Ж.-Л. Берто; Х. Беуст; Ф. Бучи; К. Ловис; Ф. Пепе; К. Перье; Д. Келос; Северная Каролина Сантос (2009). «HARPS ищет южные внесолнечные планеты, XVIII. Планета земной массы в планетной системе GJ 581». Астрономия и астрофизика . 507 (1): 487–494. arXiv : 0906.2780 . Бибкод : 2009A&A ... 507..487M . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 200912172 . S2CID 2983930 . 
  13. ↑ Кауфман, Рэйчел (30 августа 2011 г.). «Новая планета может быть одной из наиболее похожих на Землю - если позволяют погодные условия, инопланетный мир может содержать жидкую воду, если он имеет 50-процентный облачный покров, - говорится в исследовании» . National Geographic News. Архивировано 23 сентября 2011 года . Проверено 5 сентября 2011 года .
  14. ↑ Ринкон, Пол (22 марта 2012 г.). «Тысячелетнее ожидание титанового дождя» . Архивировано 25 декабря 2017 года - через www.bbc.com.
  15. ^ А именно: KOI 326,01 [Rp = 0,85], KOI 701,03 [Rp = 1,73], KOI 268,01 [Rp = 1,75], KOI 1026,01 [Rp = 1,77], KOI 854,01 [Rp = 1,91], KOI 70,03 [Rp = 1,96] - Таблица 6). Более недавнее исследование показало, что один из этих кандидатов (KOI 326.01) на самом деле намного больше и горячее, чем сообщалось вначале. Грант, Эндрю (8 марта 2011 г.). «Эксклюзив:« Самая земная »экзопланета сильно понизилась - она ​​непригодна для жизни» . [blogs.discovermagazine.com/80beats 80beats] . Откройте для себя журнал . Архивировано из оригинала 9 марта 2011 года . Проверено 9 марта 2011 года .
  16. ^ Боруки, Уильям Дж; и другие. (2011). «Характеристики кандидатов в планеты, наблюдаемые Кеплером, II: анализ данных за первые четыре месяца». Астрофизический журнал . 736 (1): 19. arXiv : 1102.0541 . Bibcode : 2011ApJ ... 736 ... 19В . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 736/1/19 . S2CID 15233153 . 
  17. ↑ Гоф, Эван (1 октября 2020 г.). «Обнаружена блуждающая планета масс Земли, свободно плавающая в Млечном Пути без звезды» . Вселенная сегодня . Дата обращения 2 октября 2020 .
  18. ^ Mroz, Przemek; и другие. (29 сентября 2020 г.). «Кандидат в планеты-изгоя земной массы обнаружен в кратчайшие сроки микролинзирования». Астрофизический журнал . 903 (1): L11. arXiv : 2009.12377v1 . Bibcode : 2020ApJ ... 903L..11M . DOI : 10,3847 / 2041-8213 / abbfad . S2CID 221971000 . 
  19. ↑ Редд, Нола Тейлор (19 октября 2020 г.). «Скалистая планета-бродяга, плывущая по течению в Млечном Пути - крохотный мир и другие ему подобные могут помочь астрономам исследовать тайны образования планет» . Scientific American . Проверено 19 октября 2020 года .
  20. ^ a b Овербай, Деннис (4 ноября 2013 г.). «Далекие планеты, подобные Земле, усеивают галактику» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано 5 ноября 2013 года . Проверено 5 ноября 2013 года .
  21. ^ a b Petigura, Эрик А .; Ховард, Эндрю В .; Марси, Джеффри В. (31 октября 2013 г.). «Преобладание планет размером с Землю, вращающихся вокруг звезд, подобных Солнцу» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (48): 19273–19278. arXiv : 1311.6806 . Bibcode : 2013PNAS..11019273P . DOI : 10.1073 / pnas.1319909110 . PMC 3845182 . PMID 24191033 . Архивировано 9 ноября 2013 года . Проверено 5 ноября 2013 года .  
  22. ^ Персонал (7 января 2013 г.). «17 миллиардов чужеродных планет размером с Землю населяют Млечный Путь» . Space.com . Архивировано 6 октября 2014 года . Проверено 8 января 2013 года .
  23. ↑ Хан, Амина (4 ноября 2013 г.). «Млечный Путь может вместить миллиарды планет размером с Землю» . Лос-Анджелес Таймс . Архивировано 6 ноября 2013 года . Проверено 5 ноября 2013 года .
  24. ^ "Новооткрытая планета - масса Земли, но газы" . harvard.edu . 3 января 2014 года. Архивировано 28 октября 2017 года . Проверено 2 мая 2018 .
  25. ^ Naeye, Боб (24 сентября 2007). «Ученые моделируют изобилие планет размером с Землю» . НАСА, Центр космических полетов Годдарда. Архивировано 24 января 2012 года . Проверено 23 октября 2013 года .