Проблемы жизни у Оранжевого карлика

[Пришелец из космоса]

С одной стороны про него говорят, что для биологии полезен. И светит дольше и вспышек нет.
К тому же, если планете обязательно нужно приливное воздействие для магнитного поля, то приливное воздействие ОК будет достаточно сильным, чтобы можно было обойтись без Луны.
Следовательно, достаточно землеподобной планете оказаться на обитаемой орбите как она станет пригодной для жизни. Это делает обитаемые планеты у ОК более вероятными, чем у звёзд вроде нашего Солнца, где ещё Луну получить надо.

Но есть одна проблема. Год на обитаемой планете у ОК будет существенно короче земного. И это усложнит жизнь аграрных обществ (да и вообще природы) за пределами тропиков. Растения не буду успевать набирать биомассу за такой короткий год. Выход, конечно, есть. Луковичные растения получают преимущества, они будут запасать питательные вещества и дорастать до плодоношения не за один-два года как на Земле, а за 4-6. Но их и съедать будут чаще Биосфера намечается скудная. Цивилизация, всего вероятнее, будет на экваторе. Тропики, кстати, предполагаются более мягкие, по сравнению с нашими. Меньше ультрафиолета, больший видимый диаметр светила создаст более мягкий температурный перепад между климатическими поясами, кстати, это смягчит условия за тропиками, но насколько?

Что думаете?

Что за чушь, у оранжевого карлика обитаемая планета точно не земля ( как нам известно земля планета у желтого карлика) . Биосфера там будет соответственно тоже не земная и если есть разумная цивилизация то они соответственно не будут людьми.

[Инопланетянин]

у оранжевого карлика обитаемая планета точно не земля

Ну землеподобная, если хотите.

Биосфера там будет соответственно тоже не земная и если есть разумная цивилизация то они соответственно не будут людьми.

А вот тут два варианта может быть.
1 Либо жизнь в космосе распространена повсеместно и тогда действительно у оранжевых карликов (и у многих других звёзд) вот прямо сейчас есть жизнь. Но тогда встаёт парадокс Ферми: где они? Почему ещё не прилетели?
2 Либо космос стерилен до горизонта событий. Тогда оранжевые карлики - удобные звёзды для нашей будущей колонизации. И тут интересно поразмышлять именно об удобствах земной биосферы у таких звёзд.

[Пришелец из космоса]

у оранжевого карлика обитаемая планета точно не земля

Ну землеподобная, если хотите.

Биосфера там будет соответственно тоже не земная и если есть разумная цивилизация то они соответственно не будут людьми.

А вот тут два варианта может быть.
1 Либо жизнь в космосе распространена повсеместно и тогда действительно у оранжевых карликов (и у многих других звёзд) вот прямо сейчас есть жизнь. Но тогда встаёт парадокс Ферми: где они? Почему они не прилетели ?
2 Либо космос стерилен до горизонта событий. Тогда оранжевые карлики - удобные звёзды для нашей будущей колонизации. И тут интересно поразмышлять именно об удобствах земной биосферы у таких звёзд.

Земноподобная биосфера это не значит земная. Там что угодно может быть, хоть разумная биомасса - а что, биохимия же похожа на земную.
1) Почему они не прилетели ? - Причин может быть тысячи, миллионы.
2)Либо космос стерилен до горизонта событий. Тогда оранжевые карлики - удобные звёзды для нашей будущей колонизации. - Размечтался

[Инопланетянин]

Причин может быть тысячи, миллионы.

Назовите хоть одну.

Размечтался

Ага, ага. Вы такой пришли и разъяснили нам всем как оно есть на самом деле. Даже не почитав сотни тем, где всё это уже не раз пережёвывалось. Вы не знаете про "Лебедь-Рак-Щука", вы не знаете про пекулярную экспансию, вы не знаете про гипотезу Мазура, вы не знаете про гравицапу, вы не знаете про постепенное закрытие приводов, вы не знаете про возможный облик инопланетян, вы не знаете про ИИ и передачу личности по лучу. Об экономике астероидной формы жизни, проблеме сброса тепла и невозобновляемости космических ресурсов я уже даже упоминать не буду.
Но вы точно знаете как оно там и собираетесь тут осаживать мечтателей. Что ж, удачи.

[Unicum]

Год на обитаемой планете у ОК будет существенно короче земного. И это усложнит жизнь аграрных обществ (да и вообще природы) за пределами тропиков. Растения не буду успевать набирать биомассу за такой короткий год.

Да, зона жизни будет ближе чем у Солнца, следовательно, радиус орбиты меньше. Но оранжевые звёзды главной последовательности обычно менее массивные чем жёлтые. Так что скорость планеты по орбите будет меньше чем в случае с жёлтой звездой при таком же радиусе орбиты. Так что год будет ненамного короче. Да и местные растения должны быть приспособлены к местному году (если есть смена сезонов). Насчёт земных растений. Картошка должна успеть созреть, кукуруза, возможно, тоже.

[Пришелец из космоса]

Причин может быть тысячи, миллионы.

Назовите хоть одну.

Размечтался

Ага, ага. Вы такой пришли и разъяснили нам всем как оно есть на самом деле. Даже не почитав сотни тем, где всё это уже не раз пережёвывалось. Вы не знаете про "Лебедь-Рак-Щука", вы не знаете про пекулярную экспансию, вы не знаете про гипотезу Мазура, вы не знаете про гравицапу, вы не знаете про постепенное закрытие приводов, вы не знаете про возможный облик инопланетян, вы не знаете про ИИ и передачу личности по лучу. Об экономике астероидной формы жизни, проблеме сброса тепла и невозобновляемости космических ресурсов я уже даже упоминать не буду.
Но вы точно знаете как оно там и собираетесь тут осаживать мечтателей. Что ж, удачи.

1) банальное нежелание связываться вообще. неготовность землян к прямому контакту.  у них самих нет возможности связаться с другими цивилизациями. - уже три назвал.
2) столько тем перетерли и что, хоть одну планету уже колонизировали ?

[Инопланетянин]

В принципе, тут уже оффтоп пошёл и его следовало бы перенести в 50 решений парадокса Ферми. Там и всё это и ещё многое другое рассматривается. Продолжим обсуждение там?

[LonelyWanderer]

Ваша ошибка в том, что полагаете приливные силы обратно пропорциональными квадрату расстояния. На самом же деле приливные силы обратно пропорциональны кубу расстояния.
Так, Солнце примерно в 27.07 млн раз массивнее Луны, но Луна ближе Солнца примерно в 389.17 раза. Поэтому приливные силы от Луны в (389.17)³ : 27.07·10⁶ ≈ 2.178 раза больше солнечных.

Хм, возможно, надо проверить, если так, то расчёты действительно ошибочны и придётся всё пересчитать, но уже сразу можно сказать, что на пару-тройку ступеней в классификации звёзд придётся всё поднять, и может получится так, что оранжевые карлики вплоть до самых тяжёлых могут оказаться малопригодными из-за сильного приливного торможения планеты.

[Dayan]

Что касается светимости звёзд в зависимости от массы, металличности и возраста, то есть вот этот неплохой ресурс, где её можно посмотреть для звёзд в диапазоне масс 0.1–120 M⊙ и металличностей 0.0001–0.03 (программа довольно хорошо обсчитывает эволюцию звёзд). Естественно выдаётся болометрическая, а не визуальная светимость звёзд.
Например, для Солнца берём массу M = 1 M⊙, его металличность в этой программе принимается равной Z = 0.0184. В его текущем возрасте, 4570 млн лет, светимость L = 1 L⊙.

[LonelyWanderer]

Спасибо, любопытный ресурс, может быть попользуемся позже
Решил всё пересчитать немного.  Кеплер-62, годный вариант для расчётов - 7 млрд.лет, оранжевый карлик К2. Светимости относительно Солнца не нашёл, пришлось пересчитать через абсолютную звёздную величину по формуле  Погсона и получилось 0.36 солнечной. Планета должна располагаться в 1.667 раза ближе.  В кубе это 4.63 (считаем приливные силы), но масса 0.69 солнечной,  получаем в 3.19 большие приливные силы, чем Солнце на Землю. Или (удачно выбрал звезду) практически равные тому, которые имеет Земля от Солнца и Луны в совокупности.
Значит не в соседстве со звездой К3, как я считал ранее (неправильно по квадрату), а в соседстве со звездой класса К2 создаются условия, при которых приливные силы у планеты без спутника равны тем, что Земля имеет от Луны и Солнца.
Значит можно признать класс оранжевых карликов К2 наиболее похожим на Солнце по этому параметру, однако не наилучшим, так как время жизни звезды значительно превзойдёт время достаточно быстрого вращения планеты (она ведь даже при земных условиях будет и далее продожать замедлять вращение), а чуть более яркие К1.
По аналогии расчётам выше можно прикинуть, что ограниченно по времени пригодны карлики класса К3 (планета остановит или сильно замедлит своё вращение гораздо раньше конца существования звезды), но начиная с размера К4 и меньше это произойдёт уже слишком быстро вплоть до захвата, и они уже в этом плане больше подобны красным карликам.

[Dayan]

Кеплер-62, годный вариант для расчётов - 7 млрд.лет, оранжевый карлик К2. Светимости относительно Солнца не нашёл, пришлось пересчитать через абсолютную звёздную величину по формуле  Погсона и получилось 0.36 солнечной.

Далеко от реальности. Согласно вот этой статье масса Kepler-62 составляет ~ 0.764 M⊙, а светимость ~ 0.2565 L⊙.

[LonelyWanderer]

Кеплер-62, годный вариант для расчётов - 7 млрд.лет, оранжевый карлик К2. Светимости относительно Солнца не нашёл, пришлось пересчитать через абсолютную звёздную величину по формуле  Погсона и получилось 0.36 солнечной.

Далеко от реальности. Согласно вот этой статье масса Kepler-62 составляет ~ 0.764 M⊙, а светимость ~ 0.2565 L⊙.

Чтож, я взял данные википедии, взял другую звезду Эпсилон Эридана, где была дана светимость и абсолютная звёздная, и Кеплер-62, где была дана только абсолютная, высчитал разницу и помножил на светимость Эридана. Видать в разных источниках разные данные, хотя любопытная ссылка на источник в википедии оказался: "1. рассчитано на основе данных о расстоянии и видимой звёздной величины." Мда. Надо будет потом как нибудь покопаться в более серьёзных источниках самому или взять вашу ссылку на расчётную программу.
Вы назвали больше массу и меньше светимость, если ваши данные более верны, то и в окрестностях звёзд класса К2 планета быстрее тормозиться, чем от Луны+Солнца, а значит надо искать среди самых тяжёлых оранжевых карликов К0-К1, уже пограничных с жёлтыми.

[Dayan]

Чтож, я взял данные википедии, взял другую звезду Эпсилон Эридана, где была дана светимость и абсолютная звёздная, и Кеплер-62, где была дана только абсолютная, высчитал разницу и помножил на светимость Эридана. Видать в разных источниках разные данные, хотя любопытная ссылка на источник в википедии оказался: "1. рассчитано на основе данных о расстоянии и видимой звёздной величины." Мда. Надо будет потом как нибудь покопаться в более серьёзных источниках самому.
Вы назвали больше массу и меньше светимость, если ваши данные более верны, то и в окрестностях звёзд класса К2 планета быстрее тормозиться, чем от Луны, а значит надо уже искать среди самых тяжёлых оранжевых карликов К0-К1, уже пограничных с жёлтыми.

Светимость Kepler-62 по разным в разных источниках (в том числе старых) оценивали в диапазоне примерно 0.21–0.26 солнечных. В статье, которую я привёл новое значение, основанное на данных Gaia DR2, сравнивается в предыдущими. Когда её массу оценивали в ~ 0.69 M⊙, светимость считали ~ 0.21 L⊙.

И по поводу программки, ссылку на которую я приводил. Надо понимать, что она предлагает общий простой расчёт, но не учитывает некоторые нюансы, например долю гелия в составе звёзд (ведь важна доля всех трёх компонентов – X, Y, Z, а не только X+Y и Z), соотношение α-элементов к железу и др., как это делается в научных статьях, где строят более строгие сетки эволюционных моделей звёзд. А индивидуальные значения для звёзд (и они всегда имеют погрешности), полученные из фотометрии и параллакса могут отличаться от значений на основе спектров и теоретической модельной сетки, которая делается на основе массовых статистических данных. Поэтому результат с "Digital Demo Room" может отличаться от полученных в статьях параметров.

[Dayan]

Ещё хотелось бы добавить к Вашему сообщению по поводу устойчивости лун на орбитах у планет.
Если принимать во внимание только влияние гравитации от звезды и планеты на луну, то согласно вот этой статье критическое расстояние проградного спутника на круговой орбите вокруг планеты, при котором он ещё может оставаться стабильным, составляет ~ 0.49 радиуса сферы Хилла планеты (и ~ 0.93 r_H для ретроградного спутника).
Напомню, что радиус сферы Хилла \(\large r_{H} ≈ a_{p} \sqrt[3]{\frac{m_{p}}{3M_{*}}} \). Можно подсчитать для Венеры, например: её r_H ≈ 1.011 млн км. Значит зона стабильных орбит проградных спутников простирается до расстояния ~ 495 тыс км, что больше, чем у Луны сейчас.

Единственное, что тут не учитывается, так это неточечность рассматриваемых объектов. Из-за ненулевых размеров планеты со стороны звезды и спутника возникают приливные силы. В результате обмена угловых моментов вращение планеты вокруг оси тормозится, а спутник медленно удаляется, если его орбитальный период больше периода вращения планеты (и приближается к планете, если его орбитальный период меньше периода вращения планеты).
Кстати, Венера испытывает со стороны Солнца приливную силу в ~ 2.64 раза больше, чем Земля от Солнца, и в ~ 1.20 раза меньше, чем для Земли со стороны Луны и Солнца вместе. Я думаю, что если бы Венера изначально вращалась как Земля с периодом несколько часов, то к настоящему времени её вращение было бы сравнимо с земным. Возможно, что вращение Венеры сильно замедлилось в результате гигантского столкновения в далёком прошлом.
Если бы она изначально вращалась также быстро, как и Земля в прошлом, у неё мог бы существовать небольшой стабильный спутник (с массой меньше 0.2 M☾) почти до скончания жизни Солнца на ГП.

[LonelyWanderer]

.
Если бы она изначально вращалась также быстро, как и Земля в прошлом, у неё мог бы существовать небольшой стабильный спутник (с массой меньше 0.2 M☾) почти до скончания жизни Солнца на ГП.

А почему не полноразмерный, если вы говорите, что у Венеры спутник стабилен до 495 тыс.км? Луна вон до этой орбиты поднимется ещё через много миллиардов лет, Солнце раньше сойдет с главной последовательности.
Мне эта цифра кажется каким-то предельным случаем,  и под стабильностью понимается, что несколько миллионов лет на этой орбите спутник обращаться может, но не миллиардов. Проигрывал помню а симуляторе случаи с максимально высокой орбитой Луны у Земли, она уже очень играла на 600 тысяч.км,  а тут Венера...

[Dayan]

А почему не полноразмерный, если вы говорите, что у Венеры спутник стабилен до 495 тыс.км? Луна вон до этой орбиты поднимется ещё через много миллиардов лет, Солнце раньше сойдет с главной последовательности.

Ой, простите, кажется я ошибся в расчётах. Возможно Вы правы, что даже такой крупный спутник, как Луна, мог бы обращаться вокруг Венеры большую часть времени жизни Солнца на ГП.
Принимал за крайний случай суммарную приливную силу от Луны и Солнца для Земли, а она в 1.2 раза больше, чем от Солнца на Венере. Если к Венере добавить спутник на расстоянии Луны от Земли таким образом, чтобы суммарная приливная сила от спутника и Солнца на Венере была бы равной суммарной силе от Луны и Солнца для Земли, то это дало бы массу спутника примерно 0.25 M☾. И тут моя ошибка. Я почему-то посчитал, что спутник с массой 0.25 M☾ будет удаляться с такой же скоростью, как Луна.
Стоило бы ещё учесть, что масса Венеры составляет 0.815 M⊕, и такой массивный спутник, как Луна, сильнее бы тормозил её вращение, чем Землю, а сам к настоящему моменту находился бы дальше, чем реальная Луна от Земли. Далее мы учитываем эллиптичность орбиты спутника (её апоцентр не должен пересекать критическое расстояние стабильности).
На самом деле относительно небольшой спутник будет медленнее отдаляться от планеты, и поэтому проживёт дольше, хотя у Венеры может даже массой с Луну прожил бы больше нынешнего возраста Солнца.

Мне эта цифра кажется каким-то предельным случаем,  и под стабильностью понимается, что несколько миллионов лет на этой орбите спутник обращаться может, но не миллиардов. Проигрывал помню а симуляторе случаи с максимально высокой орбитой Луны у Земли, она уже очень играла на 600 тысяч.км,  а тут Венера...

Нет, эта граница не зависит от времени в идеальном случае. Согласно статье, которую я приводил, зона стабильности Луны простирается до ~730 тыс км от Земли. Апогей орбиты Луны не должен превышать эту величину. При её пересечении счёт времени существования спутника может идти уже на миллионы лет.
А все эти симуляторы типа Universe Sandbox – это такая чушь. Стабильность спутника на орбите планеты и планет в многопланетной системе там сильно зависит от принимаемой модели и величины шага по времени (с увеличением шага точность быстро падает).

[LonelyWanderer]

А все эти симуляторы типа Universe Sandbox – это такая чушь. Стабильность спутника на орбите планеты и планет в многопланетной системе там сильно зависит от принимаемой модели и величины шага по времени (с увеличением шага точность быстро падает).

Ну тем не менее если совсем не владеешь информацией, он позволяет прикинуть порядок величин, со стабильной орбитой Луны  - до 600 тысяч я не так сильно и ошибся - выше она покидала орбиту (при ускорении времени) из-за растущих погрешностей, а в реальности да, может до 700 тысяч и смогла бы относительно долго подниматься, но все таки думаю с этого момента она начнет деградировать ускоренно уже под влиянием Солнца, а не под влиянием приливных сил Земли.
Но отошли от темы, вечером попробую еще посчитать нижний предел величины оранжевого карлика, когда приливные силы не превышают солнечных+лунных. Итак, судя по всему, речь идет о  самых больших звёздах этого класса, а ранее я думал, не вдаваясь в расчеты, что проблем быть не должно до звезд средней величины.

[николай теллалов]

как проблемы жизни связаны с наличием или отсутствием спутника?
реанимируем условие "похожести до мелочей с Землей" как обязательное для жизни?

[LonelyWanderer]

как проблемы жизни связаны с наличием или отсутствием спутника?
реанимируем условие "похожести до мелочей с Землей" как обязательное для жизни?

Неясно, но возможно существенное или даже ключевое значение Луны для существования магнитного поля, для движения литосферных плит (чего нет, например, на Венере), а последнее важно для круговорота веществ, это не мелочь. Как замена предлагается влияние самой звезды. Но вы читайте тему внимательнее, выясняется, что, похоже, даже оранжевые карлики слишком тормозят вращение планеты, кроме самых тяжелых у  границы с желтыми карликами по классификации. Не с практическим ли отсутствием вращения Венеры связано отсутствие движения литосферных плит там и отсутствие значительного магнитного поля?  Да, Венера скорее всего остановилась не из-за Солнца, а из-за столкновения, но будь планета у среднего оранжевого карлика, на таком расстоянии, где она бы получала столько же тепла, то она бы остановилась уже только от  приливных сил независимо от наличия спутника.
Есть, правда, теоретическая возможность наличия крупного спутника на геостационарной орбите даже у небольшого оранжевого карлика - из-за близости такой орбиты к планете она должна быть стабильной, а большой момент позволит сохранить более длительное вращение, и приливные силы сохранятся, но я еще не уверен в этом, над этим надо поразмышлять, как будет эволюционировать за миллиарды лет такая система.

[николай теллалов]

Неясно, но возможно

т.е. все еще гипотеза

это не мелочь

я не назвал ничего мелочью

говорю, что подобие ДО МЕЛОЧЕЙ с Землей - вовсе не обязательное (и недоказанное) условие появления и развития жизни