Жизнь у звезды класса F

[AlexAV]

Венера, к.м.к. опровергает это утверждение.

С Венерой тут всё на самом деле довольно сложно. На самом деле почему она сейчас находится в таком неприглядном состояние - совершеннейшая загадка. Дело в том, что если взять Венеру с землеподобной атмосферой (азотная атмосфера с давлением 1 бар и малой примесью углекислого газа) и океаном и рассчитать её климат с помощью современных климатических моделей, то оказывается что в этом случае Венера должна была бы иметь устойчивый климат похожий на климат современной Земли и не имеющий ничего общего с существующим там сегодня крематорием. Такие расчёты независимо проводились несколькими авторами с помощью разных моделей и у всех (вне зависимости от выбора конкретной модели) получались совпадающие результаты ведущие  к одному и тому же выводу - если бы на Венере был океан, то эта была бы и сейчас вполне жизнепригодная планета, очень похожая по своим климатическим условиям на Землю. Тут я могу привести следующий список ссылок:

https://arxiv.org/abs/1608.00706
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2019JE006276
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2041-8205/787/1/L2

Авторы разные, модели несколько отличаются, а вывод совершенно одинаковый. Это достаточно серьёзный аргумент в пользу его достоверности.

Однако, что-то в геологической истории Венеры пошло не так и в результате в Солнечной системе осталась только одна жизнепригодная планета, а сложись геологическая история Венеры чуть иначе - и их вполне могло бы быть две. Почему так произошло - пока не очень понятно.

Возможно, Венера исходно была слишком бедна водой и полностью её потеряла в химических реакциях с железосодержащими минералами (а без жидкой воды связывание углекислого газа силикатными породами становится практически невозможно и в результате постепенно накапливающийся в атмосфере углекислый газ превратил планету в совершеннейший крематорий).

Возможно, в какой-то момент произошло столкновение Венеры с гигантским астероидом, которое и превратило исходно жизнепригодную планету в наблюдаемый там сегодня ад (эта гипотеза, скажем, обсуждается в этой работе https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019103515005795).  Возможно, причиной стал катастрофический вулканизм на каком-то этапе её геологической истории (немного обсуждается здесь https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2019JE006276). Пока не очень понятно, что конкретно там произошло.

Однако, у других звёзд планеты с инсоляцией Венеры и её скоростью вращения вокруг оси вполне могут быть более удачливы и являться вполне жизнепригодными планетами с климатом похожим на земной. Современным представлениям о физике атмосферы это не противоречит.

Кстати, ещё спектр важен. Инфракрасные лучи лучше поглощаются водой и льдом. А ультрафиолет, особенно жёсткий режется ещё в стратосфере.

Да, именно так. Из-за этого в приведённых формулах и появилась зависимость критических значений инсоляции от эффективной температуры звезды. 

[Vavanzer]

А ничего что есть исследования что повышенный уф от возможно сверхновой и стал катализатором эволюции обезьян в нас с вами в более совершенный вид

Об этом даже в децкой энцикопедии писали)))
Вообще если обобщить множество факторов, можно выйти к интересным предположениям...
Я вот считаю что миры у белых звезд более перспективны для разумной жизни, чем сисиемы у красных карликов, которые больше подходят в качестве пристанища плесени, грибов, мокриц и сороконожек из подвала)))
Грибы кстати любят рентген))) Статейки встречал по этой теме.

На белых звездах это не прокатит. Повышеная ионизация воздуха стерилизует как кварцевание в больницах. А к сложной жизни более высокие требования в плане устойчивости к озону и уф, а это значит регенерация и прочие механизмы защиты более развитые должны быть. По крайней мере проблем со многими инфекционными заболеваниями там точно не будет)))

[AlexAV]

А вот если все параметры как у земли то есть масса атмосфера

На этот счёт могу привести следующий график (по оси абцисс - отношение потока излучения звезды на орбите планеты к солнечной постоянной на орбите Земли):



Из цифр критической инсоляции и светимости звезды расстояние достаточно легко вычисляется. Для звезды F6 и быстро вращающейся планеты (как Земля) получается что-то около интервала 1.3 - 2.3 а.е.

[Vavanzer]

С Венерой тут всё на самом деле довольно сложно. На самом деле почему она сейчас находится в таком неприглядном состояние - совершеннейшая загадка.

В теме терраформирования Венеры как то обсуждали момент с водой и утилизацией СО2 с помошью океанов.
И как вариант терраформирования предлагали добавить на нее воды. В итоге вода + со2 + минералы должны были похоронить углекислоту в осадочных породах...
Но, помнится вышла одна незадачка - с температурой. Суть была в том, что если бы Венера и Земля в исходном состоянии с атмосферой под 100 атмосфер и океанами, то на Венере вся вода превратилась бы в пар, а на Земле все равно продолжали бы существовать океаны, которые в роли посредника похоронили бы СО2 связав его в известнях и прочие карбонаты.
Помнится цифра была порядка 375 градусов по цельсию. Надо искать уточнять...

[Vavanzer]

Еще про фактор разложения воды упоминали. Раз вмя вода ввиде пара, она являлась бы частью атмосферы. А значит сильно подвергалась бы разложению в верхних слоях. Водород улетучивался, кислород окислял породы. В принципе логично это в плане того, что раз в атмосфере присутствует серная кислота и пр едкие вещества, это значит что поверхность химически пассивна.
Единственный вариант терраформирования предполагал всеже сдуть как нибудь половину атмосферы и только потом "подлить" воды)))

И в этом плане возникает вопрос. Если логика верная, то не получится ли так, что избыток УФ приведет к повышеной потере воды на планете эквивалентной Земле потразмерам, составу и расстоянию? Может быть там вода развалится достаточно быстро.

[Vavanzer]

Если смотреть тот факт, что планеты гиганты у Ф-звезд больше чем у Солнца, может быть и каменистые планеты будут представлены в основном "суперземлями". А это автоматически означает сдвижение зоны обитания в более холодные районы, в случае с системами с суперземлями. А там и атмосфера более плотная в придачу. И более мощная защита от УФ и жесткого УФ. Совершенно другие миры получаем.

[Vavanzer]

В голову пришла мысль, а не спровоцирует ли жесткое излучение образование каких нибудь специфических соединений в атмосфере, которые дадут повышеную облачность?
Это тоже по идее нельзя скидывать со счетов.

[AlexAV]

Кстати, не может ли он стать причиной для ускореной диссипации атмосферы?

У F-звёзд? Нет, не может. За нагрев термосферы (а диссипация зависит именно от её температуры) ответственен вакуумный ультрафиолет, который фотосфера F-звезды практически не излучает. Это излучение даёт хромосфера и корона. При увеличение светимости звезды излучение хромосфера и корона растёт обычно медленнее, чем полная светимость. В результате на расстояние от звезды, где возможно существование жизнепригодной планеты поток рентгена и вакуумного УФ у F-звёзд скорее всего будет даже меньше, чем у Солнца. Никаких проблем с диссипацией атмосфер тут не будет точно. Это скорее проблема красных карликов, где в области достаточных для существования жизнепригодной планеты значений инсоляции поток жёсткого излучения и частиц солнечного ветра очень велик.

У F-звезды будет несколько больший по сравнению с Солнцем только поток относительно мягкого УФ (той его части, которая излучается фотосферой, прежде всего UVA и UVB). Возможно это даст несколько большую температуру стратосферы планеты, но не более. А температура стратосферы на диссипацию атмосферы вообще не влияет.

[Сергей Н]

Авторы разные, модели несколько отличаются, а вывод совершенно одинаковый. Это достаточно серьёзный аргумент в пользу его достоверности.

Нету у них никаких аргументов против классики:

[AlexAV]

А почему такой скептицизм насчёт жизни? Ведь до образования озонового слоя и на земле так скажем неплохое уф облучение было

На самом деле на планетах у F-звёзд вообще никаких проблем с ультрафиолетом не будет. Т.е. вообще никаких. На этот счёт в литературе есть расчёты (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11536831/).

Эти расчёты дают, что поток УФ излучения на поверхность планеты для Земли и гипотетических планет с атмосферой как у Земли у звёзд типа K2 и F2 (на расстояние от звезды, на котором они получают такой же поток излучения, что и Земля от Солнца) имеет вид:



Как видим поток относительно жёсткого УФ с длиной волны <315 нм на планете у F-звезды будет даже меньше, чем на Земле. Немного выше будет только поток наиболее мягкого УФ-излучения UVA с длинной волны более 315 нм, которое имеет сравнительно низкую биологическую активность. Такой поток УФ никаких проблем (существенно больших, чем на Земле) для живых организмов не создаст.

Причина такой картины заключается в том, что на планете с кислород-содержащей атмосферой у F-звёзд из-за большего (по сравнению с солнечным излучением) потока ультрафиолетового излучения в области континууме Герцберга формируется озоновый слой значительно более мощный, чем у Земли:



Что и обеспечивает эффективную защиту поверхности планеты от коротковолнового УФ.

В общем никаких проблем из-за УФ у биосферы на поверхности планеты у F-звезды не будет, по крайней мере точно ничуть не в большей мере, чем на Земле. Единственный существенный эффект от УФ излучения F-звезды, который будет наблюдаться в атмосфере планеты - большая концентрация озона в стратосфере по сравнению с Землёй и чуть большие температуры стратосферы, чем на Земле. По большей части и всё.   

[MenFrame]

Возможно это даст несколько большую температуру стратосферы планеты,

А на холодную ловушку в атмосфере это не повлияет?

[Андрей Астрофизический]

На земле было как минимум 2,5 разумных вида: сапиенсы, неарндертальцы и денисовцы. Результат известен. Потому что есть такой закон экологии: в подавляющем большинстве случаев одну экологическую нишу может занимать только один вид.

На это можно было бы возразить - развитие двух видов возможно, если на планете будет представлено два несвязанных ареала для них. Допустим два континента, разделенных широкими океанами. Тогда можно дотянуть до местной эры ВГО, потом кто-то кого-то завоюет, конечно, но вряд ли уже истребит насовсем. Индейцы вполне живы ведь и сейчас. В отличие от неандертальцев.

[alena_korf]

На это можно было бы возразить - развитие двух видов возможно, если на планете будет представлено два несвязанных ареала для них.

Или просто разные ниши. То есть разумные виды не являются естественными крнкурентами.
Правда один из видов все равно разовьется быстрее (синхронное развитие исключено) и истребит остальные виды, "пока они еще маленькие".

Индейцы вполне живы ведь и сейчас. В отличие от неандертальцев.

Индейцы смешались с европейцами (а потом и неграми) дав фактически новую расу.
Неандертальцы были ассимилированы, оставив свой след в геноме.
А вот если разумные виды относятся к разным классам или даже типам и смешиваться не могут,  то остается только истребление более развитыми менее развитых, "пока те еще маленькие" (а развитие будет идти с разными скоростями, это факт)

[Андрей Астрофизический]

если разумные виды относятся к разным классам или даже типам и смешиваться не могут,  то остается только истребление более развитыми менее развитых, "пока те еще маленькие"

И тут еще добавит мотивов для истребления, ксенофобия "они другого вида".
Все ж расползаться по своей планете, разумные виды начнут на довольно раннем этапе своего развития, примерно на уровне нашего средневековья. Таким только повод дай, начать войну на истребление, а дальше за ними не заржавеет...

[alena_korf]

И тут еще добавит мотивов для истребления, ксенофобия "они другого вида".

Именно.

Все ж расползаться по своей планете, разумные виды начнут на довольно раннем этапе своего развития, примерно на уровне нашего средневековья. Таким только повод дай, начать войну на истребление, а дальше за ними не заржавеет...

Это совершенно не важно, на каком этапе. Скорее наоборот, чем выше развитие, тем быстрее истребление. На уровне условного "средневековья" против условного бронзового века война может затянуться.
А вот на уровне "21 век против неолита" все будет быстро.

[Vavanzer]

[quote
Это совершенно не важно, на каком этапе. Скорее наоборот, чем выше развитие, тем быстрее истребление. На уровне условного "средневековья" против условного бронзового века война может затянуться.
А вот на уровне "21 век против неолита" все будет быстро.

Так в средневековье индейцев очень быстро истребили при захвате новых континентов... И дикарей многих так же, в 18-19х веках.
Те кто оказались способны сотрудничать, тех оставили.

[alena_korf]

Так в средневековье индейцев очень быстро истребили при захвате новых континентов...

Да не особо их там истребили на самом-то деле. Весьма значительная доля населения Латинской Америки имеет индейские корни.
Кортесу удалось разгромить империю ацтеков, только благодаря восстанию покоренных ацтеками других индейских народов, которые составили большинство в его армии (сюрприз!). Если бы империя ацтеков уже сама не шаталась, у конкистадоров могли бы быть проблемы. Покорили все равно конечно, но за куда большее время и с куда большим трудом.

[Vavanzer]

Что и обеспечивает эффективную защиту поверхности планеты от коротковолнового УФ.

А как влияет жесткий УФ на другие составляющие  атмосферы?

На Земле в солнечную погоду, весной особенно, ощущается сильных запах свежести. Озон все равно немного образуется в солнечную погоду из остпточного УУФ. Хоть и короткая часть ультрафиолета в модели отсекается, длинная все равно доберется. Значит воздух будет более ионизированым у поверхности.

[alena_korf]

На Земле в солнечную погоду, весной особенно, ощущается сильных запах свежести. Озон все равно немного образуется в солнечную погоду из остпточного УУФ. Хоть и короткая часть ультрафиолета в модели отсекается, длинная все равно доберется. Значит воздух будет более ионизированым у поверхности.

Будет более мощный озоновый слой. Но будет ли УФ достигать поверхности?

[Инопланетянин]

У F-звёзд? Нет, не может. За нагрев термосферы (а диссипация зависит именно от её температуры) ответственен вакуумный ультрафиолет, который фотосфера F-звезды практически не излучает. Это излучение даёт хромосфера и корона. При увеличение светимости звезды излучение хромосфера и корона растёт обычно медленнее, чем полная светимость. В результате на расстояние от звезды, где возможно существование жизнепригодной планеты поток рентгена и вакуумного УФ у F-звёзд скорее всего будет даже меньше, чем у Солнца. Никаких проблем с диссипацией атмосфер тут не будет точно. Это скорее проблема красных карликов, где в области достаточных для существования жизнепригодной планеты значений инсоляции поток жёсткого излучения и частиц солнечного ветра очень велик.

Это очень интересно. Значит, вполне можно жить у F. По крайней мере, это перспективная цель для заселения.