Проблемы жизни у Оранжевого карлика

[LonelyWanderer]

Венера – не есть типичной планетой возле оранжевого карлика.
Во всяком случаи не обязательный.

Такой состав ее атмосферы это следствие крайне низкого содержания воды в прото"венерах" вначале ее эволюции.
Настолько ли это обязательно у всех оранжевых звезд?

Мы тут по большей части обсуждали возможность вращения планеты у оранжевого карлика. И вроде как сошлись на том, что у малых оранжевых карликов оно тормозится быстро. Хотя я считаю, что и у средних тоже, и только у больших (К1-К0), граничащих с жёлтыми карликами, возможно длительное, на протяжении миллиардов лет относительно быстрое вращение, как у Земли.
Вода, конечно, может быть.  Но если не будет вращения, если не будет магнитного поля, то и вода будет так же быстро улетучиваться, как и с Венеры. Да, вода может быть в океанах миллиард лет, может два, но потом будет Венера-2. Но, это планета земной массы. Есть ещё возможность изначально более богатой водой планеты, чем Земля, которая за то же время существования просто не успеет растерять весь водород, и есть ещё возможность суперземель, у которых скорость улетучивания выше.
Кстати говоря, есть ещё вопрос по поводу длительности нестабильного переменного состояния молодого оранжевого карлика - он же тоже не сразу при возникновении становится стабильным без вспышек. Я пока не могу утверждать, не изучал этот вопрос ещё, но мне кажется (по аналогии с красными и жёлтыми карликами), должна быть вначале некоторая переменность, которая будет падать быстрее, чем в случае с красными карликами (самые мелкие и древние из которых фактически ещё младенцы), но медленнее, чем жёлтые. Жёлтый карлик - это Солнце, и за время активности его и Венера и Марс много чего растерять успели: Венера из-за близости, а Марс из-за размеров. И Земля тут только удержалась. Хотя сегодня, при нынешней небольшой активности Солнца и Венера и Марс тоже, вероятно, справились бы с удержанием своих атмосфер и воды в частности.

[LonelyWanderer]

На Венере вода просто вся выкипела

Любопытная картина была бы, если бы на Венере было бы изначально столько же воды, сколько и на Земле. Это что было бы, 300 атмосфер одного только водяного пара, и плюс ещё 100 других газов? Атмосфера в 400 бар? Как то странно и интуитивно неправдоподобно.

[Lieut]

На Венере вода просто вся выкипела

На Венере ее изначально было так мало, что она выкипало.

А точнее, вся вода не поверхности прореагировали со свободным железом:
Fe + H2O= Fe + H2

Такая же реакция щла и на поверхности Земли, но Воды на поверхности Венеры всегда было меньше, чем железа.

[Lieut]

Вода, конечно, может быть.  Но если не будет вращения, если не будет магнитного поля, то и вода будет так же быстро улетучиваться, как и с Венеры.

Вот кто где доказал что магнитоле поле защищает воду атмосферы планеты от ее улетучивания.
Рентгеновский фрагмент в спектре звезды – вот где реальная проблема. А как отсутствие магнитного поля может осуществить утечку водорода? И да, у Венеры крайне низкий уровень утечки водорода, даже для ее концентрации воды  в верхних сферах атмосферы.

[Dayan]

Я этого не в состоянии понять У вас же там была прикреплена выше правильная картинка с правильным расположением приливного горба коры и теплового горба атмосферы при котором они действительно должны противодействовать друг другу

Но если на этой же планете атмосферный горб станет по другую сторону и атмосфера задует в другую сторону (и картинку мы, соответственно изменим, где оба горба совпадут), то логично же, что направления действия обеих сил совпадут.

Нет, не логично. Вы прицепились к этим горбам, но они лишь следствие: приливный горб – следствие притяжения неточечного тела планеты со стороны звезды, тепловой прилив – следствие нагревания поверхности и атмосферы планеты звездой.
Ещё раз. Допустим, мы смотрим на Венеру с северного полюса эклиптики (т.е. вокруг Солнца она обращается против часовой стрелки), её вращение вокруг оси ретроградно (т.е. вращается по часовой стрелке).
1) Рассматриваем только гравитационный прилив. Крутящий момент, создаваемый приливной силой Солнца, действует противоположно вращению Венеры вокруг оси – т.е. возникает некая сила, направленная против часовой стрелки, и стремящаяся запереть планету в спин-орбитальный резонанс 1:1. Вы же этого не станете отрицать? Если бы приливная сила не создавала такого момента, никакая планета никогда не была бы захвачена в спин-орбитальный резонанс 1:1 со звездой, и даже не замедляла бы своё вращение.
В общем случае в какую бы сторону планета не вращалась (проградно или ретроградно), приливная сила создаёт крутящий момент, действующий в противоположную вращению сторону, за исключением резонанса 1:1, когда он становится равным нулю (в системе отсчёта "планета – звезда").
2) Рассматриваем только тепловой прилив. Это вздутие атмосферы вследствие теплового нагрева. Глобальное вращение атмосферы Венеры происходит в ту же сторону, что и вращение самой планеты – ретроградно (по часовой стрелке), в результате чего атмосферный горб смещён от подсолнечной точки к вечеру. Крутящий момент, вызванный тепловым приливом, стремится раскрутить планету, вывести её из спин-орбитального резонанса 1:1.

(оставим пока вопрос соразмерности их величин, по поводу чего есть тоже сомнения, но пока без доказательств расчётами)

И где же ошибка в расчётах авторов статей? Если нашли ошибку, вам надо писать опровержение в рецензируемый журнал со всеми выкладками.
Мне, например, ваши сомнения совсем неинтересны.

Та картинка названа как "Tidal elongation of a Venus-like rotating planet.jpg", то есть она именно про Венеру. Исходя из этого кажется, что при ретроградном вращении планеты атмосфера вращается проградно. Или же по какому-то непонятному механизму разогревается больше всего она в том месте, где утренние часы, а не вечерние. То есть если вращение атмосферы всё же ретроградное, то воздух течёт из-за лимба, уже в утреннем положении он разогревается, расширяется, а уже в полдень начинает остывать.

Видимо эта картинка призвана продемонстрировать, что крутящие моменты, создаваемые гравитационным и тепловым приливами действуют противоположно. Не более того. В тексте статьи на неё нигде даже не ссылаются. Думаю, что строго говоря она просто некорректна. Я сказал, что на ней проградный случай из-за того, что приливной горб расположен по другую сторону от пунктирной линии по сравнению с атмосферным горбом. В случае Венеры, вращающейся ретроградно (по часовой стрелке на картинке), приливный горб должен располагаться по ту же сторону, что и атмосферный, хотя и не на одном угловом расстоянии от пунктирной линии. Но именно в этом случае крутящие моменты, вызываемые гравитационным и тепловым приливами, противоположны.
Более корректна первая картинка в том моём сообщении. И там видно, что крутящие моменты от гравитационного и теплового приливов противоположны по знаку.

[paxan96]

На Венере вода просто вся выкипела

На Венере ее изначально было так мало, что она выкипало.

А точнее, вся вода не поверхности прореагировали со свободным железом:
Fe + H2O= Fe + H2

Такая же реакция щла и на поверхности Земли, но Воды на поверхности Венеры всегда было меньше, чем железа.

Откуда такое утверждение что там воды было значительно меньше чем на земле?

[paxan96]

На Венере вода просто вся выкипела

Любопытная картина была бы, если бы на Венере было бы изначально столько же воды, сколько и на Земле. Это что было бы, 300 атмосфер одного только водяного пара, и плюс ещё 100 других газов? Атмосфера в 400 бар? Как то странно и интуитивно неправдоподобно.

Считается что из-за слабости магнитного поля солнечный ветер смог практический весь водяной пар унести

[Lieut]

Откуда такое утверждение что там воды было значительно меньше чем на земле?

Как минимум тем что ее сейчас там практически нету и никакой солнечный ветер не был способен ее всю унести.

Ну и логично, что протоземали (протовенериане?), которые сформировались при более высокой температуре на более близкой орбите к молодому Солнцу, в их силикатогидратов было меньше связанной воды.

[Dayan]

Откуда такое утверждение что там воды было значительно меньше чем на земле?

В том числе по измеренному соотношению содержания дейтерия к водороду в атмосфере Венеры. Оно в 150 ± 30 раз больше, чем на Земле (см, например, эту статью, и ссылки там). Это много, но недостаточно, если бы изначально количество воды было сравнимо с земным. По измеренному соотношению D/H было определено, что общее количество воды на ранней Венере соответствовало слою толщиной 4−525 м при равномерном распределении по поверхности (или от ~ 5 до 680 раз меньше, чем на Земле).

что протоземали (протовенериане?)

Планетезимали.

[LonelyWanderer]

2) Рассматриваем только тепловой прилив. Это вздутие атмосферы вследствие теплового нагрева. Глобальное вращение атмосферы Венеры происходит в ту же сторону, что и вращение самой планеты – ретроградно (по часовой стрелке), в результате чего атмосферный горб смещён от подсолнечной точки к вечеру. Крутящий момент, вызванный тепловым приливом, стремится раскрутить планету, вывести её из спин-орбитального резонанса 1:1.

Значит так, я, возможно, понял вашу мысль, не сразу, потому что вы её совершенно неправильно подавали, а может вы и не это имели ввиду, но далее я о неком подобии ротора-статора в моторе. Крутящий момент, о котором вы говорите, работает в противоположную сторону относительно приливных сил в результате трения атмосферы о поверхность планеты. Приливные силы, взаимодействие Венеры с Солнцем в данном случае - это точка опоры, которая необходима для изменения скорости вращения всей планеты вместе с атмосферой (корпус мотора, в котором есть ротор и статор). Будь вместо Солнца точечный источник света, не имеющий массы - оно бы не работало, это понятно. В этом контексте совершенно непонятна значимость теплового "горба" атмосферы, который упоминается как фактор, способствующий ускорению вращения Венеры. Его наличие абсолютно не важно, толщина атмосферы во всех точках планеты может ни на 1 миллиметр не отличаться, чтобы работал механизм трения атмосферы о планету, опираясь на её взаимодействие с Солнцем, и её раскрутка. Зачем изображена схема с тепловым горбом? Я лично воспринял этот горб как аналог, например, земному жидкому океану и его приливам. То есть непосредственно горб притягивается Солнцем, именно та часть, которая выше среднего уровня. Это совершенно другой механизм, нежели описанный чуть выше. И я настаиваю на том, что, находясь в том же месте, что и горб венерианской коры, он и силу создавать будет в том же направлении, а если будет находиться по другую сторону, то в противоположном направлении. На Венере этот тепловой горб в вечерней точке, так же, как и приливной горб. С точки зрения влияния приливных сил, тепловой горб атмосферы именно тормозит вращение планеты (через трение о поверхность), потому что он притягивается Солнцем. С точки зрения влияния вращения вообще всей атмосферы относительно поверхности планеты на вращение тела планеты через трение, горб не имеет абсолютно никакого значения, но сама планета да, отталкиваемая атмосферой, будет ускорять своё вращение (сохранение момента), опираясь на взаимодействие с Солнцем. Быстрее крутится атмосфера - быстрее крутится планета в обратном направлении, здесь всё как в лодке.  Опора вроде как есть, приливное взаимодействие с Солнцем, но надо ещё подумать, может ли такой механизм работать в принципе, это ведь не просто опора, это тормозящая сила.
Так всё-таки, мы рассматриваем именно сам горб? То есть ту часть массы атмосферы, которая выше среднего уровня? Значит приливной эффект? Но при совпадении положения относительно подсолнечной точки с приливным горбом коры, они будут работать в одном направлении, и...

приливный горб должен располагаться по ту же сторону, что и атмосферный, хотя и не на одном угловом расстоянии от пунктирной линии. Но именно в этом случае крутящие моменты, вызываемые гравитационным и тепловым приливами, противоположны.

... совершенно непонятно, какое имеет значение, на каком угловом расстоянии находится этот горб, если он находится всё же на той стороне - вектор силы то тот же, ну почти - на несколько градусов разница, но гораздо меньше, чем 180..

И где же ошибка в расчётах авторов статей? Если нашли ошибку, вам надо писать опровержение в рецензируемый журнал со всеми выкладками.
Мне, например, ваши сомнения совсем неинтересны.

Расчётов особых и доказательств там и нет. Это статья, выданная некими авторами, имеющими своё мнение. Всё мировое научное сообщество пока что ещё не приняло это за аксиому. Я думаю, что подобные мысли у учёных возникали ранее большое количество раз (подобные мысли о ключевом влиянии атмосферы на вращение планеты высказывали даже здешние посетители форума, мало знакомые с физикой вообще), но они, видимо, благоразумно отказались от этих мыслей, как бездоказательных, а возможно даже противоречивых, по крайней мере, что касается именно Венеры с известной скоростью вращения и направлением движения атмосферы.

[Dayan]

Расчётов особых и доказательств там и нет. Это статья, выданная некими авторами, имеющими своё мнение. Всё мировое научное сообщество пока что ещё не приняло это за аксиому. Я думаю, что подобные мысли у учёных возникали ранее большое количество раз (подобные мысли о ключевом влиянии атмосферы на вращение планеты высказывали даже здешние посетители форума, мало знакомые с физикой вообще), но они, видимо, благоразумно отказались от этих мыслей, как бездоказательных, а возможно даже противоречивых, по крайней мере, что касается именно Венеры с известной скоростью вращения и направлением движения атмосферы.

Сплошная ложь.
Никто ни от чего не отказывался. Научное сообщество вполне нормально восприняло эти идеи, и в научных публикациях продолжается цитирование тех работ. Я просмотрел многие работы – никаких опровергающих статей не выходило. Более того, в статьях, посвящённых исследованиям атмосферы и осевого вращения именно Венеры, учёные часто ссылаются на работы с влиянием теплового прилива на вращение планеты, отмечая их выводы. Вы почему-то утверждаете то, чего даже не удосужились проверить. Ещё, судя по вашим высказываниям, скорее это вы с физикой мало знакомы.
Расчёты в приведённых статьях есть, и какие-то вещи действительно высказывались в предыдущих исследованиях. Не ответив на вопрос где ошибка в расчётах в тех работах, в стиле интернет-троллей вы безосновательно утверждаете, что особых расчётов нет. Похоже, для себя вы давно всё решили. Не вижу смысла общаться с вами дальше.

[LonelyWanderer]

Расчётов особых и доказательств там и нет. Это статья, выданная некими авторами, имеющими своё мнение. Всё мировое научное сообщество пока что ещё не приняло это за аксиому. Я думаю, что подобные мысли у учёных возникали ранее большое количество раз (подобные мысли о ключевом влиянии атмосферы на вращение планеты высказывали даже здешние посетители форума, мало знакомые с физикой вообще), но они, видимо, благоразумно отказались от этих мыслей, как бездоказательных, а возможно даже противоречивых, по крайней мере, что касается именно Венеры с известной скоростью вращения и направлением движения атмосферы.

Сплошная ложь.
Никто ни от чего не отказывался. Научное сообщество вполне нормально восприняло эти идеи, и в научных публикациях продолжается цитирование тех работ. Я просмотрел многие работы – никаких опровергающих статей не выходило. Более того, в статьях, посвящённых исследованиям атмосферы и осевого вращения именно Венеры, учёные часто ссылаются на работы с влиянием теплового прилива на вращение планеты, отмечая их выводы. Вы почему-то утверждаете то, чего даже не удосужились проверить. Ещё, судя по вашим высказываниям, скорее это вы с физикой мало знакомы.
Расчёты в приведённых статьях есть, и какие-то вещи действительно высказывались в предыдущих исследованиях. Не ответив на вопрос где ошибка в расчётах в тех работах, в стиле интернет-троллей вы безосновательно утверждаете, что особых расчётов нет. Похоже, для себя вы давно всё решили. Не вижу смысла общаться с вами дальше.

Я видел весьма короткие статейки, о каких расчётах вы говорите. На каком угловом расстоянии тепловой горб Венеры находится от приливного, где показаны векторы действующих сил? Это можно и самому легко изобразить, это уровень физики класса эдак 8-го, но что там рисовать, если и в уме понятно, что векторы сил практически совпадают.

[дерево]

Любопытная картина была бы, если бы на Венере было бы изначально столько же воды, сколько и на Земле. Это что было бы, 300 атмосфер одного только водяного пара, и плюс ещё 100 других газов? Атмосфера в 400 бар?

Может и было воды почти столько же, возможно и недолго жидкой с учётом более холодного Солнца раньше.

Planetary Magnetic Fields and Solar Forcing: Implications


Fig. 3 The evolution of the effective temperature, radius, and luminosity of the Sun from the zero-age main sequence (ZAMS) to the start of its red giant phase. The vertical lines mark the approximate expected occurrences of Earth-related phenomena such as the onset of ocean evaporation and the start of the runaway greenhouse effect. Based on the evolution models of Bressan et al. (1993) and the predictions by Kasting (1988)


Fig. 16 Model describing the mass loss of H2O and CO2 on Venus, Earth and Mars by solar forcing. Strong magnetic shielding assumed for the Earth, no magnetic shielding for Venus, and options with and without magnetic shielding (up to 0.5 Gyr) for Mars. The H2O inventory on the Earth remains essentially unaltered, while Mars and Venus have been subject to major losses

[Dem]

У недавно открытой Kepler-1649c, которая находится в обитаемой зоне чуть более массивного красного карлика с массой ~ 0.2 M⊙, орбитальная скорость около 46 км/с (вторая космическая около 65 км/с).
Орбитальная скорость TOI-700d, которая обращается в зоне обитаемости раннего красного карлика (типа M2V) с массой ~ 0.42 M⊙, составляет около 47 км/с (вторая космическая около 67 км/с).
То есть никак не сотни км/с.

Ну вот планета с орбитальной 47 сталкивается с летящим из почти-бесконечности телом на 67. Итого - 114. Плюс ещё гравитация планеты десяток км/с добавит.

Не только и не просто углеродной - полиамиды - самый стойкий в целом класс полимеров из всех известных, а альфа-аминокислоты (у них, кстати, в цепи на два углерода приходится один атом азота) дают максимум разнообразия на мимнимум объёма и массы.

Однако растения и насекомые предпочитают делать себе оболочку из полисахаридов - где связь не через азот а через килород.

Или же по какому-то непонятному механизму разогревается больше всего она в том месте, где утренние часы, а не вечерние. То есть если вращение атмосферы всё же ретроградное, то воздух течёт из-за лимба, уже в утреннем положении он разогревается, расширяется, а уже в полдень начинает остывать.

Разогревается она там где полдень. Потом разогретая летит туда где утро и греется ещё сильнее.

[Dayan]

Ну вот планета с орбитальной 47 сталкивается с летящим из почти-бесконечности телом на 67. Итого - 114. Плюс ещё гравитация планеты десяток км/с добавит.

Это не 200 км/с, как тут говорили, и такое лобовое столкновение маловероятно. Но и про столкновение какой-нибудь кометы с Землей можно провести аналогичные рассуждения: планета движется со скоростью почти 30 км/с, а комета – почти 42 км/с, при лобовом итого около 72 км/с. Тоже не мало, и в целом разница в ~ 1.58 раза, до двух раз в самом "лучшем" случае сильно не дотягивает.

[Poleno]

Чисто в копилку мудрости.
(может уже и обсуждали)

Расчёт приливного торможения планет должен включать кроме звезды ещё и другие планеты системы.
Венера, приближаясь к нам на минимальное расстояние, всегда обращена к нам одной и той же точкой.
Т.е., не будь Земли или она была бы дальше или меньше, Венера уже давно бы синхронизовалась Солнцем.

Поэтому прикидки о синхронизации вращения у ОК, исходящие из пропорций Сол.системы, можно изменить.

http://www.youtube.com/watch?v=Cd5a5KdPxQc

[Сергей Н]

Из данных по эфективности фотосинтеза в зависимости от спектра получается, что для жизни земного типа плохо подходят системы со звездой более красного спектрального класса. А чем меньше % ИК в излучении тем меньше вероятность, что планета сорвется в глобальный парниковый эффект по типу Венеры.

[дерево]

А чем меньше % ИК в излучении тем меньше вероятность, что планета сорвется в глобальный парниковый эффект по типу Венеры.

Почему? На первый взгляд наоборот кажется, что чем холоднее звезда, тем больше в её спектре ИК и тем меньше энергии через излучение доберётся до поверхности, а поглотится верхней атмосферой, особенно при наличии воды, несколько мм которой (у нас в атмосфере её больше) поглощает всё излучение длиннее ~1,5 мкм.

[Сергей Н]

На первый взгляд наоборот кажется, что чем холоднее звезда, тем больше в её спектре ИК и тем меньше энергии через излучение доберётся до поверхности

У вас график для жидкой воды. Современная земная атмосфера имеет много окон прозрачности и в ИК.