Гипотеза о "дороге жизни"

[Maki]

ключевым звеном в вашей гипотезе явно является именно Юпитер, который достигает строго определённого места в системе,

Да нет же, ни в коем случае. Гравитационное воздействие оказывают только тела "выше". "Ниже" не оказывают. Ну, есть такое свойство у взаимодействия. Иначе зачем Ньютон и его законы? Ключевым телом в гипотезе является именно Земля, которая движется не так, как в гипотезе Ниццы. А то, что Юпитер "не дал Марсу собраться", это ребята из НАСА перегнули, видимо, у них была двойка по физике в школе. Иначе это явление невозможно объяснить. Тело, находящееся на верхней орбите, не может помешать "собраться" нижнему.

Странно... А я всегда считал, что гравитация не знает понятий "выше - ниже", и в любой системе массивное тело будет влиять на мелкое, находящееся достаточно близко не зависимо от того, есть ли в системе "центр" который есмь "низ". Но не суть.
То есть в вашей концепции, заслуга Юпитера только в том, что в поясе астероидов ему оказалось нечего жрать, и он остановился? ОК.
А, Земля, получается, не испытала никакого его влияния, а самостоятельно нажралась планетазималей и астероидов, и ушла к Солнцу, по пути выкинув Марс?

[bob]

То есть в вашей концепции, заслуга Юпитера только в том, что в поясе астероидов ему оказалось нечего жрать, и он остановился? ОК.
А, Земля, получается, не испытала никакого его влияния, а самостоятельно нажралась планетазималей и астероидов, и ушла к Солнцу, по пути выкинув Марс?

Да. Если бы Юпитер сдвинулся ближе к Солнцу и стал классическим "горячим", как обычно бывает в экзопланетных системах, все планеты земной группы были бы им вышвырнуты на далёкую периферию, как это уже случилось с Сатурном, Ураном, Нептуном.  Земля стала бы просто массивнейшим из транснептунных объектов (ТНО), заняв место Плутона. Дальше - Венера, Марс, Меркурий, а потом уже следовали бы Церера, Паллада, Веста, Плутон, Эрида. И пояса астероидов как отдельного явления тоже бы не было. Он был бы объединён с поясом Койпера. В такой планетной системе о какой-то жизни на Земле никакой речи бы не шло. Юпитер "пощадил" внутреннюю группу каменистых планет. Это действительно его единственная, условно "положительная роль". Как в анекдоте "...а ведь мог бы и бритвой по горлу. Добрейшей, добрейшей души был..."

P.S. За исключенем варианта "лунной жизни". Следом за Юпитером к Солнцу мигрировали бы Сатурн, Уран и Нептун. Если бы один из них, или парочка, оказались в экосфере, жизнь была бы гарантирована на их спутниках. Она развивалась бы на Титане, Европе, Обероне, Тритоне. Там были бы мощные азотные атмосферы с океанами. Но не долго. Навряд ли этого праздника жизни хватило бы до фанерозоя. Сухие пустыни оголённых силикатных ядер получились бы быстро, потому, что спутники у нас не очень массивны и вторая космическая скорость при диссипации атмосфер не велика.
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,167722.msg4539761.html#msg4539761
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,167722.msg4539797.html#msg4539797
Двойник Ипсилона Андромеды может долго поддерживать жизнь только если имеет спутники по размерам не сильно уступающие Земле.
Представьте себе такой расклад: мы загораем на пляже Титана, ждём гостей (каких-нибудь осьминогов и дельфинов типа профессора Пруля) с Тритона и Оберона, и философствуем о вероятности зарождения жизни на одиночных экзопланетах типа какой-нибудь жалкой Земли... 

[bob]

Странно... А я всегда считал, что гравитация не знает понятий "выше - ниже", и в любой системе массивное тело будет влиять на мелкое, находящееся достаточно близко не зависимо от того, есть ли в системе "центр" который есмь "низ"..

Существует, и ещё как. Смотрите: чтобы понять, насколько смехотворно предположение, что Юпитер, дескать, не дал Марсу сформироваться. Гравитационное воздействие со стороны Солнца на Марс в тысячи раз превышает возмущение со стороны Юпитера. И Солнце Марсу "не помешало", а Юпитер как бы "помешал". Смешно. Чушь.

А, Земля, получается, не испытала никакого его влияния, а самостоятельно нажралась планетазималей и астероидов, и ушла к Солнцу, по пути выкинув Марс?

Естественно. Планеты земной группы никакого заметного влияния со стороны Юпитера никогда не испытывали. И убийцей Марса, скорее всего, является Земля. Если мы берём нормальный ряд протопланет, то исходно, судя по массам, как он должен был возникать из протопланетного диска, он должен был выглядеть так: Меркурий, Марс, Венера, Земля и ещё что-то, от чего ничего не осталось из-за столкновений. И прикончили Марс Венера с Землёй во время дрейфа к Солнцу. Ему ещё повезло, что не произошло лобового ДТП, как с Тейей, Перуном и другими гипотетическими протопланетами и планетезималями, которые были поглощены Землей по дороге, а было их множество, иначе Земля столько жира бы не нагуляла.  Практически всё былое многообразие земной группы было проглочено именно Землёй. А Юпитер здесь никаким боком не участвовал. Он занимался каннибализмом в своей планетной группе. 

[Dem]

Гравитационное воздействие со стороны Солнца на Марс в тысячи раз превышает возмущение со стороны Юпитера. И Солнце Марсу "не помешало", а Юпитер как бы "помешал". Смешно. Чушь.

При круговой орбите - воздействие большое, а возмущение нулевое.
А для Юпитера воздействие меняется от максимума при противостоянии до минимума в противоположной точке орбиты. И возмущения дохрена.

[Maki]

Гравитационное воздействие со стороны Солнца на Марс в тысячи раз превышает возмущение со стороны Юпитера. И Солнце Марсу "не помешало", а Юпитер как бы "помешал". Смешно. Чушь.

При круговой орбите - воздействие большое, а возмущение нулевое.
А для Юпитера воздействие меняется от максимума при противостоянии до минимума в противоположной точке орбиты. И возмущения дохрена.

Вот именно. В симулятре можно запустить на тесные орбиты целую кучу "земель". Но стоит подсадить на более высокую орбиту планету-гигант, и она гарантированно раскидывает эту мелочь.
Даже Земля, максимум гравитационного импульса получает именно от Юпитера. Так что, возможно, влияние его на Марс вы недооцениваете.

[bob]

от максимума при противостоянии до минимума в противоположной точке орбиты. И возмущения дохрена.

Да что-то не верится в "дохрена" на расстоянии намного большем, чем от Солнца. В общем, чтобы не париться с искусственными вымученными объяснениями его малой массы, я бы прото-Марс просто подвинул ближе к Солнцу, перед прото-Венерой, и у него масса сразу бы получилась малая. Сразу такая как есть. И дефицит лёгких элементов так можно обеспечить сразу, тоже не парясь с дополнительными объяснениями. А чтобы ещё надёжнее лишить его атмосферы и гидросферы до современного плачевного состояния, пропустил бы его сквозь строй планетезималей при миграции через зоны Венеры и Земли (а точнее при их миграции через зону аккумуляции Марса), и подверг таким образом более мощной тяжёлой бомбардировке, перекопав его до основания. Это надёжнее, чем мучиться с воздействиями Юпитера и хорошо приводит к наблюдаемому конечному результату. Чтобы уж доконать его наверняка. Кстати, на то многое указывает:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,96675.msg1986763.html#msg1986763
Марс в прошлом подвергся жуткому обстрелу телами, сопоставимыми с ним по размерам.

Даже Земля, максимум гравитационного импульса получает именно от Юпитера.

Там же написано: "Самое значительное воздействие на Землю оказывает гравитация Луны, на два порядка больше, чем Юпитер." Что в общем тривиально. И Луна Землю ещё не погубила, как и Земля Луну. Так что всё норм. На мой взгляд, воздействием Юпитера можно смело пренебречь.

[bob]

В симулятре можно запустить на тесные орбиты целую кучу "земель". Но стоит подсадить на более высокую орбиту планету-гигант, и она гарантированно раскидывает эту мелочь.

P.S. Кстати, сейчас порядком хватает хороших симуляторов, например:
http://spaceengine.org/ru/manual/making-addons/creating-a-planet
http://www.stefanom.org/spc/
Но это не более, чем игрушки - они паршиво подходят для настоящей симуляции именно планетообразования. Тут нужны профессиональные проги считающие дифуры для тысяч объектов по методу конечных сфер и радиусов и мощное железо. Примерно те же штуки, которыми считают гравитационно-двигательные маневры для зондов. Собственно и миграционная модель Ниццы - это прямое следствие их появления. Они убили старика Шмидта из старых учебников астрономии.

[Maki]

На мой взгляд, воздействием Юпитера можно смело пренебречь.

Вики несогласна с вами.
...миграция Юпитера во внутреннюю часть Солнечной системы и, как следствие, прокатившиеся по поясу астероидов орбитальные резонансы привели к тому, что только что сформировавшиеся и прошедшие дифференциацию недр протоастероиды начали сходить с орбит и сталкиваться между собой. При относительных скоростях около нескольких километров в секунду столкновения тел, состоявших из нескольких силикатных оболочек с различной механической прочностью (чем больше в твёрдом веществе содержится металлов, тем более оно прочное), приводили к «сдиранию» и дроблению до мелких фрагментов, в первую очередь, наименее прочных внешних силикатных оболочек, что привело к появлению большого числа новых астероидов, но гораздо меньших размеров.

Однако надолго эти фрагменты, как, впрочем, и более крупные тела, в главном поясе не задерживались, а были рассеянны и, по большей части, выброшены за пределы главного пояса. Основным механизмом подобного рассеивания мог быть орбитальный резонанс с Юпитером. Резонансы 4:1 и 2:1 на расстояниях 2,06 и 3,27 а. е. можно считать, соответственно, внутренней и внешней границами главного пояса, за пределами которых количество астероидов резко падает.
1) Пределы гравитационного воздействия Юпитера очень наглядно видны в той части ПА, которая этим воздействием затронута. Греки и  Троянцы движутся уцелели, остальных повыкидывало. Но ближе к Солнцу астероиды роятся плотным кольцом.
Следовательно, Юпитер (который в модели Ниццы зачем-то подходил ближе, а затем отчего-то удалился), ни разу там не бывал. Иначе, пояса астероидов не было бы вовсе.
2) Орбита Марса очевидно граничит с ПА.  А внутри её астероидов очень мало.
Следовательно, дальше этой орбиты никто не "кормился", и Земля, самое дальнее, могла образоваться лишь на месте Марса.
3) Тяжёлые тела, приближаясь к Солнцу, могут подтолкнуть их на более высокую орбиту. При этом, неизбежно возникает эксцентриситет.
Следовательно, Земля, да, теоретически, могла зародиться на нынешней внутренней границе ПА, всё сожрать, догнать малыша-Марса, и вышвырнуть его на своё старое место, где бедняга ещё и получил по мордасам от самых крупных планетозималей. Но до размеров Земли, увы, не дорос.
P.S.
Из всего вышесказанного таки вытекает, что именно факт наличия "Хорошего Юпитера" - и есть основной признак того, что внутри его орбиты может быть пригодная для жизни землеподобная планета.

[bob]

Орбита Марса очевидно граничит с ПА.  А внутри её астероидов очень мало.
Следовательно, дальше этой орбиты никто не "кормился", и Земля, самое дальнее, могла образоваться лишь на месте Марса.

Нет, не граничит. Вспомните древние гипотезы о "Фаэтоне". Между Марсом и Юпитером лежит ещё одна потенциальная орбита планеты по правилу Тициуса-Боде, которую вместо планеты занимают Церера, Юнона, Паллада и Веста, короли астероидного пояса. Между Марсом и Юпитером пустой зазор размером со всю планетную группу. А раньше этого зазора не было. И протопланетный диск начинался с орбиты Марса и заканчивался примерно в районе орбиты Сатурна. Меркурий был в районе нынешнего Марса, а Юпитер в районе Сатурна. Вся остальная компания, в том числе и Земля, была между ними. Ни одной планеты земной группы, как и ни одной планеты-гиганта на их местах исходно не было (причём не только в моём рассмотрении, но и в общепризнанном мейнстриме). Это тоже результат миграций. И вот, собственно, зачищая зону аккумуляции и выбрасывая из неё осколки столкновений и непрореагировавшие планетезимали, вроде Весты, планеты и сформировали астероидный пояс. Астероидный или койпероидный пояс - это абсолютно верный признак существования группы планет "под" ним, ближе к центральной звезде, чем пояс, и только ею он может быть сформирован. А исходно протопланеты обращались по ощутимо близким орбитам.  Диссипировала планетная система в задаче многих тел позже, растянулась до огромных размеров. В частности, часть тел могла уйти из системы не просто в облако Оорта, а совсем, на межзвёздные гиперболические траектории. (Сегодняшний пример массивной экзо-кометы - https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,167868.msg4542555.html#msg4542555 , и давний пример экзо-астероида - https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,157910.msg4194363.html#msg4194363 .)
Исходно вся система занимала десяток астрономических единиц, и не было, ни Койпера, ни Оорта - ничего. Это всё результат взаимных гравитационных маневров. Пояс астероидов сформирован воздействием земной группы (в основном Земли), Пояс койпероидов сформирован группой гигантов (в основном Юпитером и Нептуном). В частности поэтому и отношение масс и населённостей обоих этих поясов точно такое же, как и отношение масс обеих планетных групп друг к другу. Пояс астероидов это выметенный мусор со стройки земной группы, а пояс койпероидов и Оорта это мусор со стройки планет-гигантов. И, кстати, само существование пояса астероидов показывает, что в формировании земной группы Юпитер принимал минимальное, пренебрежимое участие. Иначе пояс был бы один, общий, на общей периферии, а астероиды и койпероиды были бы на сходных орбитах. И ярко выраженных двух планетных групп, разделённых самостоятельными независимыми поясами малых тел, в системе тогда бы не было.

[Klapaucius]

С виду "горячая суперземля" Тау Кита-b вроде бы есть, но остальные планеты массивнее. Поэтому там она играет роль Меркурия. Тау-Кита-f "дорогу жизни" прошла. На ней или её спутниках будет жизнь, но спустя сотни миллионов лет, судя по наличию остаточного протопланетного диска. Система молода, и тяжёлая бомбардировка ещё не завершилась. Там катархей.

Вообще-то звезде 5,8 млд. лет. То что там пыли в 10 раз больше, свидетельствует или о том, что всего остального (окромя планет-гигантов) много больше, или относительно недавно что-то напылило (в истории солнечной системы такое тоже могло происходить неоднократно). Но планетная система никак не может быть молодой.

[bob]

С виду "горячая суперземля" Тау Кита-b вроде бы есть, но остальные планеты массивнее. Поэтому там она играет роль Меркурия. Тау-Кита-f "дорогу жизни" прошла. На ней или её спутниках будет жизнь, но спустя сотни миллионов лет, судя по наличию остаточного протопланетного диска. Система молода, и тяжёлая бомбардировка ещё не завершилась. Там катархей.

Вообще-то звезде 5,8 млд. лет. То что там пыли в 10 раз больше, свидетельствует или о том, что всего остального (окромя планет-гигантов) много больше, или относительно недавно что-то напылило (в истории солнечной системы такое тоже могло происходить неоднократно). Но планетная система никак не может быть молодой.

Ничего там недавно не напылило.
Видите ли, планетные системы можно разделить на три основных типа: типа солнечной, где есть "хороший Юпитер" и "настоящая Земля", типа нашей. Между ними всегда есть пояс астероидов, как признак разного генезиса и гравитационной обособленности. Есть вариант со слабым юпитером и "горячей суперземлей" (самый неприемлемый для жизни тип системы). Там тоже есть пояс астероидов. И есть ещё третий вариант с "горячим юпитером", который строит все планеты в порядке, обратном возрастанию массы. Там вся система едина, с общим поясом астероидов-койпероидов-оортоидов, и планетных групп нет. Любой пояс астероидов - это граница, указывающая, что группы планет полностью обособлены. У нас система настолько слабая, что даже между планетами-гигантами есть кентавры, которые разграничивают их системы спутников, обращаются по собственным орбитам между ними. То есть каждая крупная планета, помимо общего пояса для группы в целом, формирует свой собственный разреженный пояс кентавров, как межевой столб между соседями. Возникновение в системе пыли и обломков за пределами поясов говорит о том, что что-то пошло не так, и весь этот материал не уничтожен. Не может быть гравитационно устойчив пояс пыли и обломков в системе, которая проэволюционировала. Она должна быть чистой, примерно как наша. И не поглощённое тело в ней  можно наблюдать только как редкий феномен, как мы наблюдаем астероиды или кометы.

[Klapaucius]

Но как можно утверждать, что в системе, которой 5,8 миллиардов лет, жизнь зародится именно через сотни миллионов лет, не раньше или позже? По каким признакам? Вы полагаете что все эти трудные годы 10⁹ бомбило так сильно, что вот планеты уцелели, а жизнь зародиться не могла? Или звезда старая, а планетная система только родилась?

[bob]

Но как можно утверждать, что в системе, которой 5,8 миллиардов лет, жизнь зародится именно через сотни миллионов лет, не раньше или позже? По каким признакам? Вы полагаете что все эти трудные годы 10⁹ бомбило так сильно, что вот планеты уцелели, а жизнь зародиться не могла? Или звезда старая, а планетная система только родилась?

Сильный аргумент, согласен. А, может быть, три группы планет, как редкость, а? Группу местных гигантов мы не наблюдаем, но она может быть дальше. И сразу две группы каменистых вблизи? Плохо то, что должно бомбить и сейчас. Тяжёлая бомбардировка очевидным образом не закончилась. Так сказать, очень затянувшаяся трудная молодость системы. Позднее созревание и всё такое. Вспомнилось "курдли спасали нас от метеоритных бомбардировок", "сепульки"...

[bob]

Сложный вопрос. У нас система настолько тощая и изолированная, что почти нечему было эволюционировать. Наскрести материала на настоящую планету - и то проблема. Если где-то не так, то сложно что-то сказать заранее. На Тау-ките даже местный Меркурий толще Земли в два раза. Там понятие "суперземля" очень относительно. Какая из них всех...

[Klapaucius]

Увеличение пыли и активности комет в 10 раз полагаю возможно и у нас. Раз в несколько сотен миллионов лет, с "угасанием" до современного состояния за такой же по порядку подотчётный период. Из-за внутренних столкновений, или из-за относительно близких прохождений посторонних звёзд, возмущающих внутрянку. То есть в целом может солнечная система даже и немного в аномальном периоде спокойствия. Увеличение в 10 раз кометных бомбардировок Земли  - в сущности ни о чём. Это же не астероиды по 50 км. в поперечнике. Впрочем в среднем и их вероятность падения, может возрастать в какие-то периоды, а сейчас например в 10 раз меньше чем обычно. И падают пару-тройку раз в миллиард лет. Или даже почаще.
Всё же конкретно по Тау Кита, я полагаю, что наличие планет-гигантов противоречило бы запылённости, а не подтвердило что-либо из наблюдаемого. Мининептунов, и даже не мини, может быть понапихан кузовок, а юпитеры на орбите Нептуна, но вряд ли наоборот.

[bob]

Увеличение пыли и активности комет в 10 раз полагаю возможно и у нас. Раз в несколько сотен миллионов лет, с "угасанием" до современного состояния за такой же по порядку подотчётный период. Из-за внутренних столкновений, или из-за относительно близких прохождений посторонних звёзд, возмущающих внутрянку. То есть в целом может солнечная система даже и немного в аномальном периоде спокойствия. Увеличение в 10 раз кометных бомбардировок Земли  - в сущности ни о чём. Это же не астероиды по 50 км. в поперечнике. Впрочем в среднем и их вероятность падения, может возрастать в какие-то периоды, а сейчас например в 10 раз меньше чем обычно. И падают пару-тройку раз в миллиард лет. Или даже почаще.
Всё же конкретно по Тау Кита, я полагаю, что наличие планет-гигантов противоречило бы запылённости, а не подтвердило что-либо из наблюдаемого. Мининептунов, и даже не мини, может быть понапихан кузовок, а юпитеры на орбите Нептуна, но вряд ли наоборот.

Да там суперземли и мини-нептуны выполняют роль планет земной группы. По идее должны быть и обычные нептуны где-то на далёкой периферии, и пояс астероидов, разделяющий их и отделяющий от ближних двух групп планет. Просто их очень сложно определить современными методами.
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,167722.msg4539794.html#msg4539794
Сейчас заметил: у меня на графике там опечатка. По ординате вместо единицы пятёрка первой должна быть. Потом поправлю. Не поправил копипаст с прошлого графика. Спешка ещё никогда до добра не доводила.
В общем, система стопроцентно пригодна для жизни, но висит вот этот вопрос: пыль и астероиды с кометами в такой плотности - это результат "молодости" системы или вариант её перманентного состояния.

[Maki]

Пояс астероидов это выметенный мусор со стройки земной группы, а пояс койпероидов и Оорта это мусор со стройки планет-гигантов. И, кстати, само существование пояса астероидов показывает, что в формировании земной группы Юпитер принимал минимальное, пренебрежимое участие. Иначе пояс был бы один, общий, на общей периферии, а астероиды и койпероиды были бы на сходных орбитах. И ярко выраженных двух планетных групп, разделённых самостоятельными независимыми поясами малых тел, в системе тогда бы не было.

Очень интересно. Спасибо!
Выглядит вполне логично и убедительно.

[bob]

Очень интересно. Спасибо!
Выглядит вполне логично и убедительно.

Вам взаимно спасибо за интерес. Но сравнение не моё, а Ипатова, я просто его пересказываю. Есть монография такая:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,105074.msg4542672.html#msg4542672
Она, правда, устарела. Она времён первых попыток формулировки модели Ниццы силами Морбиделли и Джевитта со товарищи. Но все основные идеи там есть.
Ещё любопытно:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,52639.msg906922.html#msg906922
https://lenta.ru/news/2009/08/27/jupiters/
https://lenta.ru/news/2009/06/22/fatdays/

[Проходящий Кот]

Все в теории миграций понятно , кроме одного ---- какие силы могли заставить уже сформированные планеты резко перейти на более низкие орбиты?

[bob]

какие силы могли заставить уже сформированные планеты резко перейти на более низкие орбиты?

Протопланеты. И торможение при взаимодействии с протопланетным диском. У диска есть небольшая, но ощутимая "вязкость" (не только за счёт гравитации, но и за счёт электростатики, наводимой при взаимодействиях его частиц друг с другом и со звёздным ветром) и его движение чуточку отстаёт от орбитальной скорости на соответствующем расстоянии (чем дальше к краю диска, тем эффект заметнее). Кроме того, движение протопланеты, аккумулирующей в себя вещество диска,  это же движение пробного тела переменной массы, как в формуле Циолковского или Мещерского. Масса растёт - меняются параметры орбиты.
Кстати,  уже практически готовая планета тоже легко выметается более массивной на периферию системы - в результате обычных пертурбаций при близком прохождении, как сегодня кометы возле Юпитера. Ведь орбиты протопланет при аккумуляции вещества диска становятся постепенно заметно эллиптическими, сближаясь. А массивная планета, выбрасывая маломассивную дальше от Солнца, при этом свою орбиту сокращает. Заметный вклад вносят и резонансы. Крупная протопланета поглощает планетезимали и более мелкие протопланеты. Выживают те, которые по случайности обращаются в выгодном резонансе, в безопасной зоне. При этом наиболее выгодной оказывается орбита с афелием дальше,  с большей большой полуосью, чем у большой протопланеты, которая им угрожает поглощением. При приливном выравнивании, скруглении орбит тоже получается более высокая орбита у мелкой протопланеты.