Колонизация океаниды. Нужна ли? Возможна ли?

[Андрей Астрофизический]

А океаноиды действительно обещают быть так часто распространены?

Они собственно уже, распространены. Это фактическая статистика.

Я так понимаю что в подобной звездной системе ВЕЗДЕ плохо с металлами?

А это очень вряд ли. Потому я и предложил по-искать луны и/или астероиды поблизости.

[alex_semenov]

Так мир постоянно меняется !

Неправда.
Мы тут с Раттусом пообщались и он научил меня двум новым словам. Суксессия. Это вроде как ваше "мир меняется". А еще климакс. Это когда нифига не меняется. И климакс - достаточно частое состояние эволюционирующей системы  (биологической, социальной - не важно). Это Дарвин был уверен что эволюция идет постоянно равномерно и непрервыно как "движение планид по небесным осям". Нфига. Она, эволюция, большую часть времени спит, вернее сачкует (ограничиваясь по-сути очищающим отбором). В климаксе. Но временами наступают "времена перемен". Очень бурных и неприятных.  Когда начинает трясти и утрясать.... в новый климакс.
И плавно возвращаясь к теме.
Мы там еще спорили о реликтах. Так вот. Цивлизиация способная так существовать - несомненно своего рода реликт. Ну как крокодил. Переживший динозавров. И что интересно. Я утверждал что реликты живут в особых нишах. Незлачных местах. И потому и реликты что умеют довольствоваться малым. Поэтому пережили всех.
Кстати, религия, проповедующая "философию реликтов" - буддизм и производные от него.

[alex_semenov]

А океаноиды действительно обещают быть так часто распространены?

Они собственно уже, распространены. Это фактическая статистика.

К сожалению не слежу пристально (за всеми телодвижениями в области экзопланетологии).
А это не наблюдательная селекция?
Как так случилось, что в нашей звездной системе такого нет? Мы - уникальны (шутка)?

Я так понимаю что в подобной звездной системе ВЕЗДЕ плохо с металлами?

А это очень вряд ли. Потому я и предложил по-искать луны и/или астероиды поблизости.

Насколько я разбираюсь в колбасных обрезках астрофизике, Вика имеет ввиду звёзды и системы их планет с низкой металличностью. То есть тяжелые металлы элементы  там в дефиците не только на крупных планетах, но везде в окрестности. И даже сама звезда этим не блещет (что мы можем для любой звезды сейчас установить точно по ее спектру).
Ну вот не повезло звезде и ее системе планет родится как нам,  в том месте (или времени) не то что со всякими уранами и вольфрамами, но даже с просто железом была напряжёнка...  Так?

[Ulkolainen]

Насколько я разбираюсь в колбасных обрезках астрофизике, Вика имеет ввиду звёзды и системы их планет с низкой металличностью. То есть тяжелые металлы там в дефиците не только на крупных планетах, но везде в окрестности. И даже сама звезда этим не блещет (что мы можем для любой звезды сейчас установить точно по ее спектру).

Конкретно у Глизе710 металличность пишут  -0,08. Терпимо.
Звезда молодая, 300 млн лет всего. Надо брать.

[alex_semenov]

Конкретно у Глизе710 металличность пишут  -0,08. Терпимо.
Звезда молодая, 300 млн лет всего. Надо брать.

Вы думаете?
Да... -0.08 это неплохо....
Я тут прошёлся по всему колбасному рынку...

На рис. 14-2 приведено распределение по металличности близких к Солнцу звёзд тонкого диска из каталога Холмберг и др. (2007). Распределение демонстрирует большую дисперсию и явно выраженную асимметрию в положительную сторону относительно кривой Гаусса. Это свидетельствует о том, что звёздное население диска в окрестностях Солнца довольно неоднородно по содержанию в них тяжелых элементов. Длительность периода существования подсистемы тонкого диска предполагает, что мы должны наблюдать увеличение металличности у более молодых звёзд. Однако существование зависимости между возрастом и металличностью в подсистеме до сих пор находится под вопросом. Это связано не только с ненадежностью определения возрастов одиночных звёзд, но и с проблемой определения мест рождения звёзд, находящихся в настоящее время в окрестностях Солнца, по которым мы пытаемся отследить эту зависимость, поскольку звёзды одного возраста, но рожденные на разных галактоцентрических расстояниях, имеют, как мы увидим далее, разную металличность.

Меня, как дилетанта тут что в первую очередь заинтересовало? Где мы (Солнце и его система планет) на этой гаусиане?
Мы не по центру. Но и не сильно с краю (как может показаться. Наша металличность 0.0). Место в общем то достаточно заурядное.
И да. Боольшая часть звезд в "тонком диске" (это там где мы?) имеют металличность чуть меньше чем у Солнца.
Хотя, насколько я понимаю, металличность показывает именно обогащённость первичного газо-пылевого облака только элементами ДО железа. Или я не прав? А вот как там с элементами после (это отдельный особо тонкий процесс нуклеосинтеза  при особых взрывах особых сверхрновых) показатель металличности не очень и учитывает. Это то на что в своё врем тут указывал AlexAV. Иметь хорошую металличность мало. Надо еще что бы рядом случился нуклеосинтез очень тяжелых металлов (вольфрама, свинца, золота, урана - прежде всего) что бы быть такими счастливыми как мы (буквально обсыпанных золотом!).
То есть. На гаусине. Звезда может иметь металличность +0.4 ( то есть там тяжелых элементов по отношению к водороду и гелию в 2,5 раза больше чем у нас, металличность Солнца  0.0) но это не значит что там во столько же раз выше кларк вольфрама свинца и урана. Это - по отдельной графе, насколько я разумею.
То есть. Тут нужна отдельная такая же гаусиана. И тогда, видя своё место на ней мы можем говорить об том как же нам повезло. Судя по всему мы там будем находится как раз куда ближе к правому краю кривой...
Но вот вопрос... а есть ли у нас такая кривая?
Боюсь что нет. Хотя...

[vika vorobyeva]

Звезда молодая, 300 млн лет всего.

О, правда? Не знала.

Об океанидах.
Статистика по физическим свойствам планет малых масс только начала набираться. Но если посмотреть на планеты с уже известными массами и радиусами, то видно, что даже планеты с массами 1-2 массы Земли могут лежать выше линии силикатов, т.е. содержать заметное количество воды:

Планеты с массами больше 4 масс Земли, находящиеся в обитаемой зоне, почти наверняка будут мини-нептунами. Так что вопрос о соотношении планет земного типа и океанид пока открытый и очень интересный.

Что до типичности Солнечной системы, то в Солнечной системе отсутствуют мини-нептуны – при том, что, по данным "Кеплера", это один из самых распространенных типов планет. Планеты-гиганты вращаются лишь вокруг 10-15% звезд солнечного типа, в большинстве систем планет-гигантов нет.

Upd Картинка не отображается, помещу ее как вложение. На этом графике желтые точки – планеты у красных карликов, серые точки – планеты у более горячих звезд, красная точка – горячая океанида GJ 608 b. Из статьи https://arxiv.org/pdf/2301.06873.pdf

[alex_semenov]

Что до типичности Солнечной системы, то в Солнечной системе отсутствуют мини-нептуны – при том, что, по данным "Кеплера", это один из самых распространенных типов планет.

Вика, а это не может быть просто наблюдательной селекцией? Дурной вопрос (как у дятла) но "Кеплер" обнаруживал планеты транзитом. То есть по размеру (а не по массе). Может в этом дело?

Что до типичности Солнечной системы, то в Солнечной системе отсутствуют мини-нептуны

А что это вообще за зверь? Планета из жидкого водорода и там, аммиака (сжиженного газа в общем), но массой с Землю, размеров в несколько земель?
Слышал что на Нептуре или Уране, кто-то говорил, идут бриллиантовые дожди. А тут будут такие?
 
Другой вопрос, а что там с ветрами? И если такой мини-нептун окажется горячим?
Я к чему? Ну не может быть что бы подобные объекты не обладали бы некими уникальными свойствами... которые можно использовать себе на пользу. Как природную, скажем, энергетическую машину, к которой только подключи клема и ... качай себе электричество нашару!

[MenFrame]

Что такое океанида?

Тут вопрос, как на океанидах будет функционировать геохимический цикл углерода? На земле, лишний СО2 удаляется по средством выветривания открытых участков суши. Соответственно у океанид, геохимический цикл удаления углекислого газа, либо вообще будет отсутствовать(привет венера), либо будет работать при более высоких температурах океана и атмосферы.

[Еловая шишечка]

Хотел было написать возражения по поводу того, что океан океану рознь, но

по условию задачи до дна не дорыться

хозяин - барин.
Некоторые модераторы не устают повторять, что при давлениях, соответствующих глубинам порядка сотен километров, образуется лёд, блокирующий поступление минеральных веществ в гидросферу. Однако, всё ещё остаётся диффузия через твёрдый лёд. Диффузия через твердые тела чрезвычайно медленная, но ускоряется при высоких температурах. А именно таких можно ожидать вблизи границы подложка-лёд. Тем более, что в геологических масштабах диффузия может быть очень даже быстрой. Тем не менее, оценить солёность океана не представляется возможным.
Если же принять содержание солей, как в земной морской воде, то в принципе можно извлекать различные металлы, и в частности, уран. Извлечение урана из морской воды сейчас обещают вот-вот запустить, но экономическая целесообразность при наличии наземных месторождений, похоже, пока отсутствует.
В морской воде содержится достаточное количество фосфора и других элементов для роста водорослей, но, наверное, ещё больше его депонировано в живых организмах, так что при интродукции водорослей в предполагаемый океан они быстро весь доступный фосфор выжрут. Так что выращивать питание колонистам лучше в закрытых системах. Но всё оборудование придётся далать из завозных материалов.
Однако, почему вы не рассматриваете вариант просто освоения без колонизации? Океанида просто не может быть единственным массивным телом в системе. Всевозможные астероиды будут иметь тот же набор металлов, но добывать их не в пример легче. А вот воды в пределах снеговой линии будет явно не хватать. Отсюда вырисовывается возможность вывозить на орбиту дефицитный материал - воду.

[Fall63]

Так. Опять тут пошли разговоры на тему, что есть на океанидах, а чего нет? Чуйка у меня, шо если не внести ясности в обсуждение, то так и будут всуе упоминать, шо товарисч Менделеев расщедрится и сунет в океанский рассол всю свою таблицу целиком. Таки што будем повышать квалификацию чукч, чтобы оные стали хорошими пейсателями.

Ну для начала - насчет металличности тяжелых элементов в системе в целом - для относительных вкладов различных видов нуклеосинтеза есть такая картинка

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Elements-origin-ru.svg

Думаю что доверять ей можно - как-то еще давно находил статью где оценивался вклад сверхновых в нуклеосинтез, и по крайней мере для участка от рубидия до циркония распределение выглядело вполне правдоподобно. Это значит, что нейтронные звезды вносят основной вклад в продукцию платиноидов, тяжелых лантаноидов, иода, цезия, тяжелых пниктогенов, серебра и золота. А для урана этот процесс является единственным источником во вселенной.

Далее насчет того что растворено будет в самом океане. Тут два основных варианта:

1) Среда восстановительная. Тут по большей части базовые металлы - железо, марганец, никель, кобальт. Если среда обеднена сульфидами - то в значительных количествах также цинк и медь. В общем ничего особенного. Но самое главное - уран вряд ли будет (в приповерхностных слоях точно). Ибо в восстановительной среде поведение урана мало чем отличается от поведения редкоземов - а соединения редкоземов одни из самых малорастворимых в воде (наряду с соединениями ниобия, тантала, олова (хотя насчет последнего спорно для восстановительной среды)).

2) Среда окислительная. Сравнительно мало базовых металлов вроде железа, марганца и никеля, но возможно значительные количества урана, молибдена и ванадия. Хотя... для хорошей растворимости урана скорее всего потребуется какое-никакое наличие углекислоты

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304420309900585

Но если есть уран, то можно не заморачиваясь слишком сильно получить значительный кусок таблицы Менделеева, так что думаю шансов для колонизации больше, если среда окислительная.

Теперь, если у нас есть возможность достать до дна, поговорим о том что с него можно достать будет. В случае окисленной среды это железомарганцевые конкреции, куда осядет основная часть базовых металлов, малорастворимых в окисленной среде - те же железо, марганец, кобальт, никель и медь.

Сульфидные месторождения - тут интереснее, так как разнообразия можно ожидать большего. Сульфидные залежи в принципе как в окислительной, так и в восстановительной среде могут откладываться. Основные металлические ассоциации - цинко-медные и цинко-свинцовые (тут правда не помню специфики деталей в каких геологических условиях какая из двух разновидностей доминирует; новроде как в архейских древних залежах свинец присутствует редко). Если нам совсем повезло и сульфидные осадки выпадают на небольших глубинах, (где уже нет сверхкритической фазы), то тут есть шансы найти ассоциацию металлов, приуроченную к поверхностным месторождениям - пниктогены тяжелее фосфора, ртуть, серебро, золото (например месторождение Eskay Creek в Канаде по происхождению относится именно к мелководным). Иногда в редких случаях бывает что в морских сульфидных скоплениях выпадают и более экзотические металлы (кобальт в Windy Craggy, Канада, олово в Neves Corvo, Португалия), но это по-видимому какие-то уникальные процессы. Насчет того может ли в таких условиях крупное месторождение урана сформироваться - думаю что только в присутствии значительных количеств органики, чтобы локально среда была восстановительной...

Такие дела.

[alex_semenov]

Однако, почему вы не рассматриваете вариант просто освоения без колонизации? Океанида просто не может быть единственным массивным телом в системе. Всевозможные астероиды будут иметь тот же набор металлов, но добывать их не в пример легче. А вот воды в пределах снеговой линии будет явно не хватать.

Потому что с годами на форуме сложился "планетарный шовинизм" как генеральная линия партии наиболее научно обоснованный взгляд на форму бытия разума во вселенной.

Утверждается что полноценная цивилизация  может существовать исключительно на планете подобной Земле внутри столь же обширной биосферы как земная. Ну или на худой конец на некой океаниде...
Идея, что разму может создать из голых космических ресурсов техносфру (систему астросооружений), которая будет поддерживать внутри себя биосферу, которая будет содержать в себе разум... - нынче для самых продвинутых - антинаучная ничем не обоснованная фантазия из глупого тёмного прошлого.

[Андрей Астрофизический]

Насколько я разбираюсь в колбасных обрезках астрофизике, Вика имеет ввиду звёзды и системы их планет с низкой металличностью. То есть тяжелые металлы элементы  там в дефиците не только на крупных планетах, но везде в окрестности. И даже сама звезда этим не блещет (что мы можем для любой звезды сейчас установить точно по ее спектру).

Не надо забывать про газовые гиганты, начиная от мини-нептунов и далее туда. В системе, где металличность существенно ниже солнечной, планеты вероятно в основном газовые.
А океанида - это уже землеподобная планета, и металличность системы будет незначительно ниже нашей или такая же.
Собственно есть основания полагать, что если бы Земля в юности не сшиблась в лобовую с Тейей, то была бы океанидой.

а это не может быть просто наблюдательной селекцией?

Может. Пока все наши данные по экзопланетам - лютая наблюдательная селекция. Мы обнаруживаем экзопланеты только "под фонарем" (т.е. при определенных ограниченных условиях), т.к. в других местах и условиях обнаружить не можем.

[leon10010]

что если бы Земля в юности не сшиблась в лобовую с Тейей, то была бы океанидой.

Так уже и гипотеза Теи под сомнением.

[Klapaucius]

Собственно есть основания полагать, что если бы Земля в юности не сшиблась в лобовую с Тейей, то была бы океанидой.

Есть такое дело. И Венера несколько миллиардов лет могла быть небольшой океанидой. Марс вряд ли. Нам со звёздной системой повезло (три каменистых планеты, не считая Меркурия), даже  Уран и Нептун - близнецы-братья. Но их как будто перепутали в роддоме.

[Павел Васильев]

Есть такое дело. И Венера несколько миллиардов лет могла быть небольшой океанидой.

Так предполагать конечно можно, а получить статистику хотя бы в радиусе 1кпс для окрестности солнца по экзопланетам такого типа наверное можно будет в ближайшие пару десятилетий. Но скорее всего полноценные океаниды планет земного типа будут располагаться слева от максимума нормальной гауссовой кривой. Было бы интересно обнаружить где-то и полностью водный экзомарс, или даже меньше (есть же у нас Европа, Ганимед или Энцелад), на близкой орбите к какому-нибудь красному карлику. Возможно не надолго, но м.б. на пару сотен миллионов лет точно есть.     

[Klapaucius]

wassail, а Вы можете привести статистику по звёздам а не планетам в радиусе 1 пс?

[Ulkolainen]

Хотя, насколько я понимаю, металличность показывает именно обогащённость первичного газо-пылевого облака только элементами ДО железа. Или я не прав?

Еще хуже: только железом, Fe/H. Концентрации всего прочего подразумеваются меняющимися б-м соответственно, а точные пропорции компонентов отдельно взятого коктейля остаются строго индивидуальны.

но это не значит что там во столько же раз выше кларк вольфрама свинца и урана. Это - по отдельной графе, насколько я разумею.
То есть. Тут нужна отдельная такая же гаусиана. И тогда, видя своё место на ней мы можем говорить об том как же нам повезло. Судя по всему мы там будем находится как раз куда ближе к правому краю кривой...
Но вот вопрос... а есть ли у нас такая кривая?

Сдается мне, что у нас и статистики такой нет... Вот, например >>

Как минимум по плутонию-244 есть прямые замеры потока падающего на Землю с межзвёздной пылью (https://www.nature.com/articles/ncomms6956). И этот поток получается минимум на два порядка меньше, чем если бы концентрация Pu-244 в межзвёздной среде соответствовало бы концентрации в ранней солнечной системе

А содержание в отдельных звездах неизмеримо по причине "ниже погрешности"?

Однако, почему вы не рассматриваете вариант просто освоения без колонизации?

Дык, тема нам такая предложена: колонизация океаниды. 

И Венера несколько миллиардов лет могла быть небольшой океанидой.

... а потом ей просто не повезло!

[Olweg]

Не надо забывать про газовые гиганты, начиная от мини-нептунов и далее туда. В системе, где металличность существенно ниже солнечной, планеты вероятно в основном газовые.

Как ни странно, но всё с точностью до наоборот. Мининептуны и газовые гиганты - совершенно разные классы планет. Это хорошо видно по распределению период-радиус, как на прикреплённой картинке. Данные на ней за 2015 год. Жёлтым отмечены планеты, открытые транзитным способом, голубым - методом Доплера (радиус в этом случае получен через предполагаемую плотность). Может быть, заметно не очень хорошо, потому что точки накладываются друг на друга, но планеты разделяются на три кластера: горячие юпитеры, средне- и долгопериодичные гиганты, и самый большой кластер - с R<4 земных. Практически все планеты в нём на тот момент были обнаружены «Кеплером».

Мининептуны заполняют область между 1.5-2 и 4 земными радиусами. Твёрдые планеты и, вероятно, океаниды преобладают в области с R<1.5. Про т.н. «разрыв Фултона» в районе радиусов 1.5-2 земных уже довольно много писали. Вероятно, он связан с фотоиспарением тонких H/He атмосфер, по крайней мере у «горячих» или достаточно «тёплых» планет. Тем не менее, и мининептуны, и более мелкие планеты явно формируют непрерывный континуум, чем отличаются от планет-гигантов. Это заметно и по зависимости от металличности: у планет с R<4 она не просматривается, а вот планеты-гиганты, особенно горячие юпитеры, формируются в основном у высокометалличных звёзд. Недавно про это писал в другой теме:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,69118.msg5751192.html#msg5751192

Кроме того, планеты с R<4 равномерно распределяются по логарифмической шкале периодов, а доля планет-гиганты и «нептунов» с R>4 растёт с увеличением периода. Была старая работа на эту тему:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,51690.msg2227358.html#msg2227358

А океанида - это уже землеподобная планета, и металличность системы будет незначительно ниже нашей или такая же.

Распределение конкретно океанид, конечно, пока слабо изучено, потому что их сложно отличить от небольших мининептунов или твёрдых планет из-за погрешностей в определении масс и радиусов, но скорее всего, как и прочие планеты с R<4, они встречаются у звёзд практически с любой металличностью, кроме самых низкометалличных из населений II и III. Ну, и самых высокометалличных, у которых их образованию могли помешать горячие или «тёплые» юпитеры на эксцентрических орбитах.

[Павел Васильев]

а Вы можете привести статистику по звёздам а не планетам в радиусе 1 пс?

Спасибо, заметил. Действительно в радиусе 1кпс есть пока определённая неопределённость по их количеству в основном по красным и коричневым карликам. Но в радиусе 1000ly по тому же обзору Gaia dr3 уже можно наверное делать кое-какие статистические выводы по основным спектральным классам. Да и наземные телескопы открывают чуть не каждый день потихоньку новые. Так что когда в 2025 году будет обзор dr4, а в 2030 dr5, то в ближней зоне статистика станет достоверней, ошибка  в числе звёзд  в радиусе 1000ly станет мала, не берусь судить насколько.

[Бобр-99]

Технологии – это не обязательно кувалды и домны

Без кирпича то жизни нет.