Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: arXiv:1404.4992v1 Сильная зависимость внутренней границы зоны жизни от скорости  (Прочитано 1887 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн AlexAVАвтор темы

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 001
  • Благодарностей: 500
    • Сообщения от AlexAV
Появилась весьма интересная работа о влияние скорости вращения планеты на положение внутренней границы зоны жизни.

Показано, что зона жизни для медленно вращающихся планет существенно шире, чем для быстро вращающихся, за счёт дифференциального распределения облочности по поверхности планеты обеспечивающего высокое альбедо подсолнечной стороны при невысоком её вкладе в парниковый эффект в связи с её отсутствием на тёмной. В результате внутренняя граница зоны жизни для солнцеподобной звезды сдвигается в область инсоляций в 2.25 раз выше, чем текущая на Земле.

В качестве примера осуществлено моделирование гипотетической планеты находящейся на орбите Венеры и имеющей состав атмосферы аналогичный земной. Показано, что климат такой планеты может поддерживать умеренные температуры на поверхности, тогда как при длине суток аналогичной земной и той же инсоляции на планете неизбежно развивается самоусиливающийся влажный парниковый эффект.

http://arxiv.org/abs/1404.4992v1
« Последнее редактирование: 16 Май 2014 [15:35:36] от AlexAV »

Оффлайн vika vorobyeva

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 414
  • Благодарностей: 499
    • Сообщения от vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Это хорошая новость для сторонников идеи потенциальной обитаемости приливно захваченных планет у красных карликов :)
я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

Оффлайн Golossvyshe

  • *****
  • Сообщений: 8 201
  • Благодарностей: 469
    • Сообщения от Golossvyshe
    • Будущее будет светлым, или его не будет вовсе
Это хорошая новость для сторонников идеи потенциальной обитаемости приливно захваченных планет у красных карликов :)
Очень рад, что дискуссия в теме "Обитаемые планеты у КК" не пропала втуне, и высказанная мной идея насчёт зависимости ширины "зелёной зоны" от вращения нашла научное обоснование.  ::)

Оффлайн torque_xtr

  • **
  • Сообщений: 98
  • Благодарностей: 10
    • Сообщения от torque_xtr
Здесь, наоборот, можно привести пример очень быстро вращающейся планеты с продолжительностью суток < 10 часов и нулевым наклоном оси. "На пальцах" такие планеты, наоборот, выглядят менее подвержеными саморазвивающемуся парниковому эффекту, поскольку полюса почти не получают солнечной энергии, а сила Кориолиса не должна позволять теплу от нагретого экватора переноситься к самым полюсам, отклоняя потоки в пояса, как на Юпитере. У такой планеты полюса могут оставаться холодными даже при значительной атмосфере и значительном содержании воды, хотя в последнем случае будет очень бурный климат и пояса постоянных ливневых дождей, где конденсируется влага, испарившаяся в тропиках. Причем это должно действовать даже при малом альбедо. Возможно, планета должна быть скалистой суперземлей, а звезда достаточно спокойной для того, чтобы вода не улетала из атмосферы. Но даже если улетит - то планета превратится в аналог Титана с озерами на полюсах и станет даже более обитаемой за счет отсутствия экстремальных штормов.

Мое имхо, быстровращающиеся планеты могут иметь жидкую воду и быть пригодными для обитания даже при инсоляциях заметно больше венериаской :-)

Оффлайн Golossvyshe

  • *****
  • Сообщений: 8 201
  • Благодарностей: 469
    • Сообщения от Golossvyshe
    • Будущее будет светлым, или его не будет вовсе
Здесь, наоборот, можно привести пример очень быстро вращающейся планеты с продолжительностью суток < 10 часов и нулевым наклоном оси.
Вы описали наихудший из вариантов. Такой тип планет будет иметь самую узкую "зелёную зону" при прочих равных.

Если резонансная планета имеет сразу несколько механизмов отрицательной климатической обратной связи, то описанная вами планета будет лишена даже "брандмауэра", свойственного быстровращающимся планетам с большим наклоном оси. Вспомним, что Земля периодически очищается от снежного покрова в средних и даже высоких широтах за счёт лета.

Как только нарастающие на полюсах ледниковые шапки достигнут более-менее низких широт, заработает положительная обратная связь за счёт роста общего альбедо. Процесс будет нарастать лавинообразно и за геологически ничтожный срок превратит планету в ледышку.
Так что внешний край "зелёной зоны" окажется прижат к звезде.

С другой стороны, для защиты от лавинообразного развития парникового эффекта быстрое вращение малосущественно. Тут всё решает плотность и состав атмосферы.

p.s. Впрочем, вариант быстрого вращения практически невозможен для планет у красных карликов.

Оффлайн torque_xtr

  • **
  • Сообщений: 98
  • Благодарностей: 10
    • Сообщения от torque_xtr
>>Как только нарастающие на полюсах ледниковые шапки достигнут более-менее низких широт...

Да, внешний край зоны обитаемости для таких планет будет очень сильно сдвинут внутрь - близнец Земли, и тем более - планета-океан с наклоном 0 градусов и сутками в 10 часов точно станет Snowball Earth, и не выйдет обратно, потому что CO2 будет выпадать на полюсах. Но почему быстрое вращение и нулевой наклон не смогут сдвинуть внутрь внутренний край ОЗ - непонятно. Кориолисова сила уменьшает теплоперенос от экватора к полюсам, при прочих равных, и если она будет достаточно сильна, а наклон нулевой - полюса останутся прохладными, и океан, по крайней мере, не выкипит и не случится переход к плотной паровой атмосфере. Планета может превратиться в паровую трубу, а перегретая и подверженная постоянным штормам поверхность экваториальной и умеренной зон - стать совсем необитаемой  - но некоторый механизм обратной связи есть, если атмосфера не слишком плотная. Чем больше нагрев экватора - тем больше градиент давления за счет испарения воды и тем больше скорость ветров и интенсивоость конденсации у полюсов. Даже если на экваторе +120оС, а на полюсе +100, и везде 100% отн. влажность, это все равно подействует, потому что разность давления за счет содержания пара составит одну земную атмосферу, и этот градиент погонит теплый воздух к полюсам, а оттуда излучается порядка 1 кВт/м2 тепла при полном отсутствии тепла солнечного. И остужающий эффект будет значителен... Скорость вращения здесь важна потому, что благодаря кориолисовой силе и формированию поясов воздух будет лишь постепенно, несмотря на большой градиент давления, подниматься к полюсам и успевать остывать и избавиться от лишней влаги, а при малой скорости вращения поверхность станет изотермичной из-за быстрого переноса от экватора к полюсам. К тому же дополнительно обратную связь усилит увеличение альбедо за счет облачности с ростом температуры (до тех пор, пока атмосфера на экваторе не прогреется по всей толще так, что конденсация облаков станет невозможной, но для этого нужны очень большие инсоляции)
Конечно, это чистые размышления. Слишком много факторов действуют одновременно, и точно предсказать, насколько такое вероятно, сложно...

Оффлайн Kweni

  • *****
  • Сообщений: 1 267
  • Благодарностей: 24
    • Сообщения от Kweni
Цитата
потому что разность давления за счет содержания пара составит одну земную атмосферу, и этот градиент погонит теплый воздух к полюсам, а оттуда излучается порядка 1 кВт/м2 тепла при полном отсутствии тепла солнечного. И остужающий эффект будет значителен...
Этого «остужающего эффекта» не хватает даже на то, чтобы у нас на Земле море между Норвегией и Шпицбергеном в полярную ночь замерзало. А если бы там было течение температурой не +3, а +70? Теплоёмкость воды очень велика, и тренд на нагревание перебьёт любые охлаждющие воздействия, причём очень быстро. По расчётам выходит, что Земля, перенесённая на орбиту Венеры, разогреется целиком выше 100 градусов меньше, чем за три года. Не за тысячи или миллионы лет, а всего за считанные годы. Поэтому не стоит рассчитывать, что на близкой к звезде быстровращающейся и слабонаклонённой планете полярные области останутся прохладными.