Обитаемая луна большой планеты?

[Klapaucius]

Я вот что-то не пойму, материнская планета скажем в 8 земных масс - уже в теме или нет? И спутник размером не с Марс, а в 0,5-1,5 массы земной - тоже, почему бы и нет? Можно спорить, может ли физически быть какая-то такая система. Я практически уверен, что если и бывает, то очень редко. Но всё же.

[Olweg]

Сожно представить и двойную планету, оба компонента которой будут обитаемыми.

[Olweg]

Непонятно, почему Марс лишен магнитосферы, если даже такая мелочь как Меркурий обладает магнитным полем (и, вероятно, это поле было бы сильнее, если бы не медленное вращение).

В составе Меркурия гораздо больше железа.

[vika vorobyeva]

P.V.Koroliov, спасибо, график интересный и залипательный. Но что отложено по горизонтальной оси?
Я сначала решила, что масса планеты в массах Луны, но расположение Земли в эту гипотезу не вписывается

Ну и, насколько я понимаю, этот график учитывает только тепловые потери атмосферы, а для многих планет доминируют нетепловые потери (взаимодействие атомов экзосферы со звездным ветром и жестким ультрафиолетом, приводящим к фотодиссоциации молекул и потоку "горячих" нейтральных атомов). Так что можно считать его оценкой снизу. Не будь нетепловых потерь, некоторая не слишком тонкая атмосфера могла быть и у Ганимеда.

[Klapaucius]

Сожно представить и двойную планету, оба компонента которой будут обитаемыми.

Такое представить как раз легко. В диапазоне масс планеты и спутника 3-0,5 земных масс. Встречаемость вот очень редкая будет, скорее всего. Да и эволюция из-за звезды, особенно если мелкая (светимость в зоне обитания), будет быстрой. Упадёт луна, или улетит.

[Olweg]

Опечатка в другом - имел в виду Можно

[Klapaucius]

Опечатка в другом - имел в виду Можно

Да, можно. Такое скорее всего очень-очень редко встречается, но возможно. У звёзд GV, поздних FV. Но у F со временем существования на эволюцию уже проблемы огромные.

[P.V.Koroliov]

Но что отложено по горизонтальной оси?

По горизонтальной оси отложена масса планеты в массах Луны, помноженная на квадратный корень из средней плотности планеты относительно плотности воды, и ещё умноженная на поправку, связанную с тем, что молекулы улетают с экзобазы, а не с поверхности планеты.
Некогда Вами была получена формула
.
Если её чуточку усовершенствовать, то получится
.
После некоторых преобразований придём к
,
откуда и получается такой комплекс по горизонтальной оси графика  .
В качестве условия удержания углекислотной атмосферы принимается способность планеты не терять быстро атомарные кислород и углерод, т.е. легкие продукты фотодиссоциации этой самой углекислоты (угарный газ – тяжелый продукт диссоциации СО₂ по сравнению с ними). Марс атомарные кислород и углерод удержать теоретически способен, если не учитывать нетепловые потери, следовательно, не слишком высокая плотность марсианской атмосферы есть результат именно этих потерь. (А может быть, когда-нибудь на Марс астероид упал, что привело к таким последствиям. Жаль...   )
График учитывает только тепловые потери атмосферы и, кажется, худо-бедно атмосферы планет и спутников описывает. Из графика следует, что Титан способен удержать молекулярный азот, но должен быстро терять атомарный. И, вероятно, доля атомарного азота в верхних слоях титанианской атмосферы не очень велика, если уж этот спутник держит свою азотную атмосферу. (Вам известна информация о составе термосферы Титана?) Фотодиссоциация всё же в основном, видимо, щадит молекулярный азот, т.к. Титан о Солнца далек и энергия связи в молекуле азота велика (945 кДж/моль, а, например, у кислорода, которого в титанианской атмосфере нет, лишь 494 кДж/моль). Уран может удержать молекулярный водород, но не способен удерживать атомарный. И про Уран известно, что «термосфера простирается на 50 000 км или, говоря иначе, на два планетарных радиуса. Эта расширенная термосфера/корона является уникальной особенностью планеты».
Роль звездного ветра ясна, но с ролью магнитосферы не всё ясно: с одной стороны спасает от звездного ветра, а с другой стороны она собирает заряженные частицы и направляет в атмосферу в области магнитных полюсов. И температуры атмосферы в зонах полярных сияний бывают сами знаете какими. Не понятно, для атмосферы больше пользы или вреда от магнитосферы.
С жестким ультрафиолетом всё очевидно, но знать бы при каких условиях нетепловые потери доминируют, а когда они вторичны.
При отсутствии нетепловых потерь, «не слишком тонкая атмосфера» у Ганимеда могла бы состоять из азота и аргона. Все более легкие газы и те газы, что легко диссоциируют на атомы с массой меньше 28, видимо, не удержались бы…
 


Значит, в отсутствии у него атмосферы виноваты солнечный ветер и ультрафиолет? Радиационные пояса Юпитера, кажется, Ганимед не захватывают?

[P.V.Koroliov]

Я вот что-то не пойму, материнская планета скажем в 8 земных масс - уже в теме или нет? И спутник размером не с Марс, а в 0,5-1,5 массы земной - тоже, почему бы и нет?

Отношение масс Плутона и Харона = приблизительно 8,5. Но это все же карлики.
Но существует ведь гипотеза о том, что Меркурий некогда был спутником Венеры. Если она не ошибочна, то почему нельзя представить  материнскую планету  в 8 земных масс и спутник с массой в 0,5-1,5 массы Земли? Увеличенная копия пары Венера-Меркурий.
Или представим Меркурий у Земли вместо Луны, но несколько дальше, чтобы приливы не слишком сильные были (сфера Хилла у Земли велика, и Меркурий есть куда отодвигать). Возможно, в этом случае не очень плотная атмосфера у Меркурия была бы, и какая-нибудь "плесень" (или одноклеточные) смогли бы там жить. Легче наверное представить обмен жизнью в такой паре, чем независимое зарождение жизни на удаленных друг от друга планетах одной системы.   

[P.V.Koroliov]

В составе Меркурия гораздо больше железа.

Вероятно, могут существовать "железные" планеты марсианской массы с магнитным полем.

[Klapaucius]

Я вот что-то не пойму, материнская планета скажем в 8 земных масс - уже в теме или нет? И спутник размером не с Марс, а в 0,5-1,5 массы земной - тоже, почему бы и нет?

Отношение масс Плутона и Харона = приблизительно 8,5. Но это все же карлики.

Да. И звезда далеко. Хотя потрясающая система, там кроме Плутона и Харона много чего понапихано на круговых орбитах в той же плоскости. Скорее всего это так и образовалось, и почти не эволюционировало. В отличие от Тритона, там явно что-то было в отношениях с Нептуном и другими спутниками.

Но существует ведь гипотеза о том, что Меркурий некогда был спутником Венеры. Если она не ошибочна, то почему нельзя представить  материнскую планету  в 8 земных масс и спутник с массой в 0,5-1,5 массы Земли? Увеличенная копия пары Венера-Меркурий.

Мне одно время эта гипотеза нравилась. Сейчас не то чтобы считаю совсем невозможным такое, но теперь сторонник скорее другой гипотезы. Что Меркурий сам по себе всегда был (впрочем лунный пейзаж на его поверхности тогда должен быть очень древним, тут я не в курсе о современных гипотезах), а на Венеру её спутник (или очень крупный астероид) упал. Не позднее чем 600-700 млн. лет назад, но скорее всего довольно раньше.

Или представим Меркурий у Земли вместо Луны, но несколько дальше, чтобы приливы не слишком сильные были (сфера Хилла у Земли велика, и Меркурий есть куда отодвигать). Возможно, в этом случае не очень плотная атмосфера у Меркурия была бы, и какая-нибудь "плесень" (или одноклеточные) смогли бы там жить. Легче наверное представить обмен жизнью в такой паре, чем независимое зарождение жизни на удаленных друг от друга планетах одной системы.

Я часто представляю не Меркурий, а вторую Землю где-то в районе нашего геостационара, чтобы период вращения был около суток. Приливов тогда уже не будет, кроме солнечных, за первые 100 миллионов лет (скорее много раньше) всё устаканится. Можно представить и 2 планеты земной массы на расстоянии 1-2 земных диаметра, предел Роша ещё не будет достигнут, а приливов не будет, повторяю, кроме солнечных. Планеты будут обращены друг к дружке одной стороной практически изначально.

[P.V.Koroliov]

вторую Землю где-то в районе нашего геостационара, чтобы период вращения был около суток

А ведь период обращения двух планет почти одинаковой массы не совпадет с периодом обращения спутника на том же расстоянии от центра любой из этих планет.
 

земной массы на расстоянии 1-2 земных диаметра

Жесть! Страшно представить...

[P.V.Koroliov]

Факт, имеющий отношение к проблеме жизни в почти 100-процентно углекислотной атмосфере:
"Инъекция одноклеточных водорослей и цианобактерий в сердце головастиков лягушек помогла нейронам восстановить работу в бескислородных условиях — говорится в исследовании, опубликованном в журнале Cell. По кровотоку водоросли из сердца попадали в мозг и на свету производили там кислород, количество которого оказалось достаточным для перезапуска неработающих нейронов. Такой подход может оказаться эффективным при тяжелых случаях дыхательной недостаточности.

Мозг потребляет от четверти до трети всего кислорода, поступающего животному извне, и первым страдает при его нехватке. Для терапии таких состояний у человека обычно используют гипербарическую оксигенацию или искусственную вентиляцию легких, однако для обоих подходов существуют противопоказания. А вот некоторые животные предпочитают пользоваться кислородом, который производят другие организмы — фотосинтетики. Известны случаи, когда они объединяются с водорослями или бактериями и в симбиозе получают от них кислород: так делают губки, кораллы и даже саламандры..."
(https://nplus1.ru/news/2021/10/18/xenopus-hypoxia)

А вдруг природа создала где-нибудь такие организмы, поглощающие и выделяющие углекислоту и совсем не выбрасывающие кислород в атмосферу? Конечно, не факт, что эти организмы будут автотрофными "животными-растениями". Вполне возможно, дополнительно они будут питаться как обычные животные.

[Klapaucius]

вторую Землю где-то в районе нашего геостационара, чтобы период вращения был около суток

А ведь период обращения двух планет почти одинаковой массы не совпадет с периодом обращения спутника на том же расстоянии от центра любой из этих планет.

Ну там корень из двух или два в квадрате.

земной массы на расстоянии 1-2 земных диаметра

Жесть! Страшно представить...

В Universe Sandbox 2 вполне живёт такое. В Space Engine тоже, хотя в 0.980 были косяки (второй компонент быстро подогревался даже при равных массах), а после у меня комп слабый проверять.

Тут на форуме была тема даже когда землеподобные планеты касаются друг дружки. В вышеупомянутых мной программах такое быстро разрушается. Но некоторые верят в стабильность и такого. Там предел Роша обходится хитрым способом, но я в этот способ не верю.

[P.V.Koroliov]

В Universe Sandbox 2 вполне живёт такое.

Каков будет угловой размер планеты при наблюдении с соседней? Страшно представить!

[Klapaucius]

В Universe Sandbox 2 вполне живёт такое.

Каков будет угловой размер планеты при наблюдении с соседней? Страшно представить!

Было бы красиво, да. Хотя если цивилизация, наблюдатели, возникли бы с другой стороны, этот факт бы отметили в ихнем условном 17-18 веке. Да даже если наоборот, условные "индейцы" на какой бы стороне ни были, я полагаю на развитии землеподобной цивилизации это бы отразилось тоже не сильно. Тут только момент что космонавтика 20го века была бы другой, покруче. Как и в случае с Реем Бредбери, если бы на Марсе можно было бы дышать хотя бы.

[P.V.Koroliov]

предел Роша ещё не будет достигнут

А это чем гарантировано?

Было бы красиво, да.

Красиво и "страшно". Даже сложно представить, какие религиозные представления возникли бы у обитателей той стороны, с которой виден второй компонент этой двойной системы.

[Инопланетянин]

Да в общем ничего особенного. Он же там просто висит, не кусается.

[Klapaucius]

предел Роша ещё не будет достигнут

А это чем гарантировано?

Физикой. Задачка-то простая.

Было бы красиво, да.

Красиво и "страшно". Даже сложно представить, какие религиозные представления возникли бы у обитателей той стороны, с которой виден второй компонент этой двойной системы.

Да ладно, ну вот почти на пол неба красивая картинка. И что? Романтики наверное побольше чем у нас с Луной, всего-то делов. В условном 20м веке уже не важно, увидели то с другой стороны колонисты или висело всё время, над головой, тысячелетиями.

[P.V.Koroliov]

Да в общем ничего особенного. Он же там просто висит, не кусается.

При расстоянии между ближайшими точками поверхности планет приблизительно равном одному диаметру видимый угловой диаметр будет 39 градусов! Другой компонент двойной системы «половину неба» закроет. Несомненно, будут очень хорошо видны некоторые детали поверхности «противолежащей» планеты. И чем «это» будут считать аборигены, сие наблюдающие? «Противоземлей»? Местом, где души умерших обитают? И этот «тот свет» будет постоянно висеть у них над головой…

Но… скорее всего, таких тесных двойных планет нигде не существует.