Гипотеза о "дороге жизни"

[Maki]

стадии Хаяши

гелиевое, дейтериевое и протиевое "кольца"?

При температуре системной/межзвездной среды не ниже 20-25K, эти последние всегда будут газами. Из них вообще-то звездный ветер и состоит. Можете считать такой областью bow shock.

Для взрослого Солнца, и основательно "зачищенной" системы, это, конечно же, так. Но нас интересует период, когда звезда ещё очень молода, и не успела сдуть своё газово-пылевое облако.
Логически размышляя, приходим к тому, что в какой-то момент Солнце должно было создать вокруг себя "стоячие пояса" из заряженной пыли и молекул разной массы, и, по мере разгорания, отталкивать их всё дальше и дальше. А массивные "ньютоновские тела", двигаясь по орбитам, всем этим добром непременно должны были полакомиться.
Особенно интересна судьба воды.
Молекулярная вода, вместе с газами, должна была быть сдута также весьма рано. Это позволило сформироваться сухим каменистым телам. И то, что в водно-газовой плёнке на поверхности одного их этих тел возникли условия для биогенеза/абиогенеза - прямая заслуга осушающего светового давления. Как мне кажется.

[Maki]

Ну уж только не из плазмы.

"Плазма", конечно же, довольно условное понятие, которое мне не раз попадалось в статьях про зарождение СС. Помимо водорода, в протопланетном диске есть и другие газы, которые могут ионизироваться, и пылевые частицы, имеющие электрический заряд. Это и обзывают "плазмой".
Интересно, насколько быстро эффект Пойнтинга-Робертса мог проявиться на этой мелочи на ранних стадиях СС? Вот появляется излучение, и начинает тормозить пыль и молекулы... Одновременно, излучение выдавливает лёгкие фракции "плазмы" на периферию... А летящие по орбите каменюки догоняют всю эту мелочь, и собирают её на себя.
То есть, система была динамической. Зародыши планет формировались из тяжёлых компонентов. А самые "успешные" сумели прихватить ещё  газы и воду.

В частности это однозначно указывает на то, что формирование планетезималей и даже протопланет-гигантов началось в момент, когда светимость Солнца была ещё существенно ниже, навроде стадии Хаяши. Потому, что сейчас это условие выполняется для водорода с гелием только в транснептунной области, а протопланетный диск по современным понятиям был меньше, и её не достигал. Чтобы, например образовались Сатурн и Юпитер на самом краю диска, это должно было выполняться в районе современных орбит Сатурна и Урана. В частности и снеговая линия была намного ближе современной. Иначе воды бы не было и на Нептуне с Ураном даже.

Полностью согласен с тем, что снеговая линия мигрировала. Также, предположу, что метановая, водородная, гелиевая линии также двигались по мере разгорания солнца. И, самое смешное, что в этом случае миграция планет не нужна вовсе.
Как вы верно заметили, все планеты являются каменистыми. И разница только в том, что у некоторых каменные ядра обросли водой и газами. Пока Солнце сушило земную группу, Юпитер перехватывал все летучие вещества, которые выдавливало солнце. Сатурну досталась более скудная диета. А Нептуну и Урану достались объедки. Этим, кстати, объясняются не только их размеры, но и состав атмосферы. Юпитер разноцветный, Сатурн - бледнополосатый, а "ледяные гиганты" - уныло-однотонные.

P.S. Мне кажется, что именно это проливает свет на дейтериевую аномалию. Тяжёлая вода уцелевала там, где не могла уцелеть обычная. Чем ближе к Солнцу возникал объект, тем больше на нём было  соотношение тяжёлой воды к обычной. И это тоже показывает, что Марс, Церера и вообще объекты астероидного пояса (астероиды и короткопериодические кометы)  формировались ближе к Солнцу, чем Земля. И даже ближе протовенеры, А уже затем всё выстроилось в современном порядке.

Вот тут... не соглашусь. Мне кажется, каменистые планеты категорически нельзя сравнивать между собой по содержанию летучих веществ, в том числе по дейтериевому индексу. Просто потому, что Солнце произвело их кулинарную обработку совершенно разными способами. Меркурий - жаренный. Венера - тушёная. Марс - сублимированный. Земля - малосольная. Соответственно, соотношение дейтерий/протий указует не на место зарождения, а на то, сколько протия было удалено в процессе готовки.
Что касается ледышек за снеговым поясом - возможно вы правы. Но есть одно соображение, надо обдумать...

[Проходящий Кот]

.....
Полностью согласен с тем, что снеговая линия мигрировала. Также, предположу, что метановая, водородная, гелиевая линии также двигались по мере разгорания солнца. И, самое смешное, что в этом случае миграция планет не нужна вовсе.
......

С этим полностью согласен.
А Горячий Юпитер у Солнечной Системы в будущем, когда расширяющееся Солнце сбросит на Меркурий свою внешнюю оболочку.


Как у b Лиры.

[Dem]

Получается очень интересная картина: вокруг Солнца должны были формироваться "зоны конденсации летучих молекул", похожие на концентрические "бублики". Интересно, на каком расстоянии от Солнца могли бы (чисто гипотетически рассуждая) находиться водяное, метановое, азотное, углекислотное, гелиевое, дейтериевое и протиевое "кольца"?

Так как при конденсации масса растёт как куб размера, а давление и нагрев пропорционально площади=квадрату - то кольцо будет на границе конденсации по температуре.  (снежинки падают "вниз" пока не испарятся и потом снова конденсируются немного дальше)
Ну и задние кольца окажутся в тени первого (водяного?) - получаем более-менее единый "ледяной пояс"

[Проходящий Кот]

Получается ПСЕВДОСФЕРА ДАЙСОНА

[Maki]

Ну и задние кольца окажутся в тени первого (водяного?) - получаем более-менее единый "ледяной пояс"

Логично. Но возникает вопрос, насколько велико у такого пояса альбедо, для того чтобы эффективно "затенить" внешние кольца.
Вода, вроде бы, далеко не самый весомый компонент протопланетного диска. Но если она принимала участие в слипании пылевых частиц - тогда возможно, вода с пылью в виде "микрокомет" постоянно падала к Солнцу, быстро сублимировала, и снова уходила в "ледяной пояс". То есть перед "ледовым поясом" должна была постоянно присутстсвовать "кома". Но реально ли это, и насколько такой процесс мог бы затенять внешние области диска - я сообразить не могу.

[bob]

Пока Солнце сушило земную группу, Юпитер перехватывал все летучие вещества, которые выдавливало солнце. Сатурну досталась более скудная диета. А Нептуну и Урану достались объедки. Этим, кстати, объясняются не только их размеры, но и состав атмосферы. Юпитер разноцветный, Сатурн - бледнополосатый, а "ледяные гиганты" - уныло-однотонные.

Размеры Юпитера явно не этим объясняются. Поскольку земная группа никогда массивной не была. Сколько бы с неё ни сдуло, на сотую долю от Юпитера не хватит. Скорее всего он всё-таки просто формировался на краю диска и поэтому собирал материал с большей площади, пропорционально квадрату радиуса исходной орбиты.

Логично. Но возникает вопрос, насколько велико у такого пояса альбедо, для того чтобы эффективно "затенить" внешние кольца.

Ну понятно, что они затеняются. Чем дальше, тем под бОльшим углом виден солнечный шарик (центр Солнца затенён везде, а края нет).

P.S.Из свежих новостей:
Ещё интересная деталь земной химии и химизма протопланетного диска:
https://oane.ws/2018/11/30/uchenye-zhizn-na-zemle-mogla-zaroditsja-iz-za-osobogo-veschestva.html
Кстати, это любопытное обстоятельство ускользнуло от мечтателей о марсианской жизни и воде. Если водоёмы когда-то были столь обширны, как предполагается, то где их соляные отложения? На Марсе до сих пор не найдено ни грамма соли.

[Проходящий Кот]

Он хлоркой обработан.
Не забыли?

[Maki]

Размеры Юпитера явно не этим объясняются. Поскольку земная группа никогда массивной не была.

Не вижу логической связи в этих двух утверждениях.
Все планеты, независимо от группы - это каменно-железные ядра, с размерами одного порядка. Отличие в том, что Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун (а также сопутствующая им мелочь) ухитрились насобирать летучих веществ очень много, а "земная группа" имеет их мизерное количество.
Естественно, гиганты кормились не испарениями ничтожной по размерам земной группы. Они жрали внутренние области протопланетного диска, которые Солнце постепенно выдавливало из своих окрестностей. Если масса исходного вещества нашей системы была 3-4 массы Солнца, а итоговая 1,0014 - получаем, что планетам достались совсем жалкие крохи. В свою очередь, газовые гиганты - это 99% (!) оставшейся массы. Очень логично предположить, что условия их формирования в корне отличались от условий формирования Земли. Юпитеру и Сатурну на границе современной "снеговой линии" как раз таки было выгодно "перехватывать" вытесняемые из окрестностей Солнца газы и воду. А планеты земной группы, не успевшие обрасти водой и газами, избежали участи газовых гигантов и их ледяных спутников, и остались мелкими, чуть влажноватыми камешками.

[bob]

Юпитеру и Сатурну на границе современной "снеговой линии" как раз таки было выгодно "перехватывать" вытесняемые из окрестностей Солнца газы и воду.

Конечно, часть перехватывали, но ничтожную. Какой процент потока лёгких элементов, уносимых солнечным ветром в межзвёздную пустоту, случайным образом попадёт в прото-юпитер? Ничтожная часть. То есть на его эволюцию это навряд ли заметно повлияло. Подавляющая часть просвистела мимо, в межзвёздную среду. Из этих элементов возникла водородная стена:
https://www.popmech.ru/science/news-436832-vodorodnaya-stena-na-krayu-solnechnoy-sistemy/
https://rwspace.ru/tag/vodorodnaya-stena
Понимаете, в аккумуляции может участвовать только то, что заперто в грязной льдинке или пылинке практически без возможности дегазации. Если газ уже испарился и подхвачен солнечным ветром, то в вакууме он стремительно рассеивается и его несёт солнечным ветром со страшными скоростями. Тут уже шансы на повторный гравитационный захват практически равны нулю - чистая энтропия. Движение и рассеяние молекул газа происходит с высокими гиперболическими скоростями относительно всех тел солнечной системы (они идут примерно по траектории светового луча). Это уже не вялое переохлаждённое до почти абсолютного нуля протозвёздное облако, где газы могут легко осаждаться на пылинки. Это уже совсем другая, очень энергичная и агрессивная ситуация (что упало, то пропало).  Представьте себе кометный хвост. Он может быть хоть чем-то гравитационно захвачен (каким-нибудь там протоюпитером)? Нет. У него средняя скорость на порядок выше, чем у наших лучших ракет. Это навсегда потерянный материал для звездо- и плането-образования в нашей системе. Он вновь соберётся только если взрывная волна от близкой сверхновой его случайно опрессует.

P.S. В частности, это ещё раз указывает на то, что планетообразование - процесс быстрый. Стремительный, если не катастрофический. Грубо говоря достаточное ядро планетезимали для гравитационной аккумуляции должно возникать быстрее, чем идёт сублимация и дегазация из пыли и льда в частицах совсем небольших размеров, что в вакууме очень просто происходит и при температурах, близких к абсолютному нулю. То есть после этапа экранировки от внешней освещённости звёздного света протопланетным облаком образующихся в нём газо-пылевых частиц и первой вспышки центрального светила в планетной системе времени остаётся ничтожно мало. Поэтому если в старинной гипотезе Шмидта протопланеты аккумулировались сотни миллионов лет, то сейчас речь идёт о миллионах, как максимум, если не о сотнях тысяч.

[Maki]

Конечно, часть перехватывали, но ничтожную.

Полностью согласен. Именно ничтожную часть.

Движение и рассеяние молекул газа происходит с высокими гиперболическими скоростями относительно всех тел солнечной системы (они идут примерно по траектории светового луча). Это уже не вялое переохлаждённое до почти абсолютного нуля протозвёздное облако, где газы могут легко осаждаться на пылинки.

Можно предположить, что между вязким протопланетным "киселём" и современным вакуумом была относительно короткая "переходная" фаза. Если Солнце вспыхнуло не мгновенно, а разгоралось на протяжении какого-то времени - ускорение, которое оно придавало молекулам газа, могло частично гаситься во внешних частях вязкого протопланетного облака. Внутренние области протопланетного диска очистились от молекул газов и воды практически мгновенно. Но там, где световое давление было невелико, его воздействие могло уравновешиваться гравитацией, и молекулы должны были начинать торможение из-за эффекта Пойнтинга-Робертса. Такое торможение (если оно действительно имело место) должно было поспособствовать захвату молекул крупными телами.
Если солнце некоторое время "раздвигало" вязкий протопланетный диск - на границе вакуума должна была формироваться "волна плотности", где концентрация молекул выше, чем в среднем по диску. Такая медленная "ударная волна" должна была, как мне кажется, ускорять процессы осаждения газов на планеты, которые двигались в зоне этой волны. Возможно, благодаря этому и успели так разжиреть Юпитер и Сатурн. И Юпитер как раз таки именно на своей текущей орбите захватывал вытесняемый газ первым.
Разумеется, как только Солнце разгорелось как следует, все газы были безжалостно сдуты, и среди планет и планетазималей наступила фаза "гравитационного сумо".

P.S.
Да, представление об относительно быстром формировании планет кажется мне убедительным. Но тогда "миграции" планет выглядят менее вероятными. Той же Земле было достаточно воды и газов, которые были связаны на досветовом этапе её формирования. И выводить её из-за снеговой линии, получается, совершенно незачем.

[crazy_terraformer]

водородная стена:
https://www.popmech.ru/science/news-436832-vodorodnaya-stena-na-krayu-solnechnoy-sistemy/
https://rwspace.ru/tag/vodorodnaya-stena

Вот где наткнулись на стенку-то?!

[bob]

Той же Земле было достаточно воды и газов, которые были связаны на досветовом этапе её формирования. И выводить её из-за снеговой линии, получается, совершенно незачем.

Почему? Именно за этим и выводить. Дело в том, что Солнце с гарантией зажглось раньше, чем протопланеты сформировались.

Но тогда "миграции" планет выглядят менее вероятными.

Но Планеты-гиганты-то точно выстроились в обратном порядке относительно их формирования. Юпитер по очереди их вынес наружу. Почему бы и здесь не так?

[Проходящий Кот]

С чего это?
Сатурну просто досталось меньше вещества, чем Юпитеру.

[Maki]

Но Планеты-гиганты-то точно выстроились в обратном порядке относительно их формирования. Юпитер по очереди их вынес наружу.

Непонятно, что же он такого смог скушать, чтобы настолько приблизиться к Солнцу. Если верно это:

Дело в том, что Солнце с гарантией зажглось раньше, чем протопланеты сформировались.

- значит почти весь свободный водород сдуло. Но ведь подавляющая масса Юпитера - именно водород? Получается, была какая-то куча водородных субгигантов, на периферии которой завёлся переросток, и занялся каннибализмом, постепенно увеличиваясь и двигаясь к Солнцу? Слишком монструозная картина...

Почему бы и здесь не так?

Нет у Земли никаких признаков "суперпланеты". Нет признаков пребывания в снеговой линии. Обычная сухая планета с минимумом газов и воды.

[Андрей Астрофизический]

Если верно это:
Цитата: bob от Сегодня в 14:01:39

    Дело в том, что Солнце с гарантией зажглось раньше, чем протопланеты сформировались.

- значит почти весь свободный водород сдуло. Но ведь подавляющая масса Юпитера - именно водород? Получается, была какая-то куча водородных субгигантов, на периферии которой завёлся переросток, и занялся каннибализмом, постепенно увеличиваясь и двигаясь к Солнцу?

Вот как надо по-диагонали задом наперед читать цитируемое, чтобы такое "понимание" образовалось?

[bob]

- значит почти весь свободный водород сдуло. Но ведь подавляющая масса Юпитера - именно водород? Получается, была какая-то куча водородных субгигантов, на периферии которой завёлся переросток, и занялся каннибализмом, постепенно увеличиваясь и двигаясь к Солнцу? Слишком монструозная картина...

Да, и он покончил бы со всеми планетами и стал классическим горячим юпитером вблизи Солнца, если бы исходный протопланетный диск системы был помассивнее и поплотнее. А так он подвинул на новые места только Сатурн, Уран и Нептун.

[Проходящий Кот]

И как он с ними разминулся?

[bob]

И как он с ними разминулся?

По везению. Те, с кем он не разминулся, уже ничего не смогут об этом рассказать. На то и эпоха тяжёлой бомбардировки. Протопланеты кушали планетезимали, а также и мелких собратьев. Уцелело только то, что выметено пертурбациями на периферию при тесных сближениях. А в случае с Юпитером - какая разница, Плутон это или Сатурн. Всё равно мелочёвка, не стоящая внимания.

[Maki]

Да, и он покончил бы со всеми планетами и стал классическим горячим юпитером вблизи Солнца

Давайте уточним:
Если солнце зажглось до формирования протопланет - значит газ из протопланетного облака выдуло. Газ выдуло - Юпитеру нечего кушать. Нечего кушать - невозможно двигаться.
Масса ядра Юпитера - 10 земных масс. А жидкостей и газа - 307.
Очевидно, что если он совершал какие-то манёвры за счёт набора массы и торможения (как, ЕМНИП, оно у Ниццианцев)- то масса набиралась именно путём поглощения газов. А их, при загоревшемся Солнце, имеем дефицит.
Получается, что каменистые тела и ледышки за снеговой линией могли формироваться и после загорания Солнца. А газовые гиганты - должны были успеть всё сделать до...

А в случае с Юпитером - какая разница, Плутон это или Сатурн. Всё равно мелочёвка, не стоящая внимания.

Тоже непонятно. Предположим, Юпитеру удалось "спуститься" на орбиту очередной нептунообразной жертвы. Если он её сжирает -  происходит наращивание массы. Но за счёт чего будет снижение орбиты?
За счёт выбрасывания планет - да, орбита по идее, должна снизиться. Но приращения массы при этом не будет. Можно представить, что Юпитер набрал свою нынешнюю массу на периферии протопланетного диска, и начал выбрасывать огромную массу мелочи, и за счёт этого его орбита снижалась. Но какую массу надо было выкинуть, чтобы добраться до нынешней орбиты?