Задайте характеристики планеты

[vika vorobyeva]

Кстати, я тут подумала, что сутки на таком спутнике могут быть не такими уж и длинными. Если взять галилеевы спутники Юпитера, то
на Ио сутки равны 1.769 земных суток,
на Европе 3.551,
на Ганимеде 7.155
и только на Каллисто 16.69.
А если масса планеты-гиганта будет выше (что кажется естественным при наличии массивного спутника), то орбитальный период спутника будет короче.
Так что легко можно представить себе спутник с периодом в 3-5 дней, это не так уж и много.

[Axon]

Интересная тема, да.
У фантаста Лина Картера есть трилогия "Джандар с Каллисто". Правда там у него Каллисто вращается вокруг своей оси (и имеют место восходы-заходы Юпитера), что не соответствует действительности. Ну и климат подозрительно тёплый

Что касается планеты в кратной звёздной системе - то она может существовать (т.е. иметь стабильную орбиту) лишь в случае, когда расстояние от планеты до звезды и расстояние между звёздами различаются на два порядка (или более).
Например, планета обращается вокруг главной звезды на расстоянии порядка 1 а.е., а звезда-спутник на расстоянии более 100 а.е. - с такого расстояния её воздействие на орбиту планеты минимально.
Или наоборот - тесная двойная система (расстояние несколько млн.км.), а вокруг центра масс этой пары звёзд на расстоянии нескольких а.е. обращается планета. С такого расстояния тесную двойную систему можно (как и одиночную звезду) считать точечным объектом - с точки зрения гравитационного воздействия на планету. Правда не знаю, бывают ли такие системы на самом деле.
По такому же принципу "живут" системы из трёх и более звёзд. Например, Альфа Центавра: между А и B - 23 а.е., и они обращаются вокруг общего центра масс. А на расстоянии нескольких тысяч а.е. от них - Проксима. Только при таком соотношении расстояний системы стабильны.

[vika vorobyeva]

Ещё прошу прощения за надоедливость, но возникли ещё вопросы. Откуда тогда берутся на спутниках приливные силы?

Здесь речь идет вот о чем.
Пусть спутник, захваченный в орбитально-вращательный резонанс 1:1, вращается вокруг планеты по строго круговой орбите. Тогда приливные силы (разность в силе притяжения в ближайшей к планете точке и в самой удаленной) слегка вытянут спутник вдоль линии планета-спутник. Но масштаб этой вытянутости меняться не будет, и энергия выделяться тоже не будет.
Теперь представим, что орбита спутника слегка эллиптична. В перицентре на спутник будут действовать максимальные приливные силы, амплитуда приливной вытянутости будет максимальной. А в апоцентре на спутник будут действовать минимальные приливные силы, амплитуда приливной вытянутости будет минимальной. В результате за орбитальный период приливные силы будут как бы сжимать и вытягивать спутник вдоль линии планета-спутник. Поскольку спутник - не идеальная жидкость, эта периодическая деформация будет приводить к рассеянию энергии и нагреванию недр спутника.

Если крупный спутник единственный, то рассеяние приливной энергии приведет к скруглению его орбиты и постепенному уменьшению энерговыделения. Но если таких спутников несколько (случай галилеевых спутников Юпитера), то их взаимное гравитационное взаимодействие будет "раскачивать" орбиты спутников, наводя не равный нулю эксцентриситет. И тогда рассеяние приливной энергии будет греть спутники в течение долгого времени

[Алексей Тихомиров]

Огромное спасибо. Теперь всё более-менее понятно.
Значит исходя из этого я сделал вывод, что похожая по климату на Землю планета может быть спутником планеты-гиганта, если гигант достаточно большой и период обращения вокруг него составляет не более нескольких дней, и при этом наибольшая часть планеты покрыта водой.
А также планета, похожая на Землю может вращаться и вокруг двойной или кратной звезды, но только в двух случаях - либо когда звёзды расположены намного ближе друг к другу, чем эта планета к их центру масс, либо если, наоборот, планета вращается вокруг одной из звёзд, и расстояние до неё намного меньше, чем до других звёзд этой системы. А вот в системе Альфа Центавра и подобных таких планет быть не может в принципе. Да и вообще любые планеты со стабильной орбитой в таких системах - большая редкость (или невозможны впринципе?).
Правильно?
 

[Olweg]

У Вернора Винджа в "Глубине в небе" описан такой мир у красного карлика: спутник типа Земли вращается вокруг гиганта с периодом 600 Ксек (примерно неделя) на расстоянии 2 млн км; период самой планеты 6 Мсек (10 недель). Плюс еще одна луна. Приливы и прямой нагрев от центральной планеты дополняют солнечный свет. Вполне правдоподобно: сам спутник за пределами радиационных поясов, но все еще в сфере гравитационного влияния планеты, причем не синхронизирован со звездой. Конечно, такие системы должны быть редкостью, но ничего невозможного здесь нет.

Длинные сутки приведут к резкой континентальности климата

А почему? Меньше осадков?

[vika vorobyeva]

Длинные сутки приведут к резкой континентальности климата

А почему? Меньше осадков?

Возможно, я неточно выразилась. Под континентальностью я понимала не отсутствие осадков, а резкие температурные контрасты между днем и ночью. Все-таки за 3 суток солнце способно нагреть землю сильнее, чем за 12 часов, и за 3-суточную ночь земля остынет сильнее, чем за 12-часовую
Кстати, на "Земле-спутнике" будет явно выраженная климатическая разница между полушарием, обращенным к планете-гиганту, и противоположным. Первое будет теплее Плюс в этом полушарии будут очень светлые ночи, а каждый полдень будет случаться солнечное затмение А ночное небо противоположного полушария будет таким, как будто планеты-гиганта вовсе не существует.

[Алексей Тихомиров]

А ночное небо противоположного полушария будет таким, как будто планеты-гиганта вовсе не существует.

Если не считать обильных полярных сияний, как ты писала...
А вообще удивительный мир получается по зрелищности, особенно если ещё гигант будет с большим кольцом и другими спутниками. А какой простор для развития событий в цивилизации такой планеты - если у нас одна Луна вызывала столько легенд и вдохновения... А если представить как племена, которые жили в противоположном от гиганта полушарии отправлялись в плавание под парусами на другую сторону планеты (ведь воды на ней должно быть больше, чем суши), то какие удивительные открытия их могли ждать в полушарии гиганта, и какие они легенды могли слагать о неведомых землях, вернувшись назад... Что-то я расфантазировался под впечатлением.
Жаль только что вероятность побывать в таком мире при жизни для меня крайне мала.

[vika vorobyeva]

А полярные сияния будут над хвостовым полушарием (т.к. магнитосфера вращается с угловой скоростью гиганта, заряженные частицы будут "догонять" спутник, вращающийся вокруг планеты гораздо медленнее). Это если магнитным полем спутника можно пренебречь, если поле сильное, картина будет сложнее.
При альбедо планеты-гиганта около 0.5 и видимом угловом диаметре 10-15 радиусов Луны местные ночи будут белыми Наверно, серп гиганта будет хорошо виден и днем - видна же днем Луна, а у нее альбедо 0.08...

[Алексей Тихомиров]

А хвостовое, это какое? Которое с противоположного боку от того, который движется вперёд по орбите вокруг гиганта?
А я тут ещё подомал, а ведь могут быть, наверное и двойные планеты земного типа - это как если бы наша Луна была размером побольше, например с Марс или даже такой же, как Земля, и они вращались бы вокруг общего центра масс. Такое возможно или нет? Если возможно, то может ли быть так, что обе эти планеты будут обитаемыми с климатом, близким к земному? И обязательно ли в этом случае они должны быть во вращательном резонансе друг с другом? (Земля ведь вращается независимо от Луны, хотя Луна значительно меньше) Кстати, а Луна ведь, насколько я понимаю, должна сильно замедлять вращение Земли приливами? А если так, то примерно через какое время вращение Земли замедлится настолько, что перепады ночных и дневных температур станут несовместимы с жизнью? Или Солнце раздуется до красного гиганта раньше? И ещё, намного ли сутки на Земле были короче раньше, когда жизнь только начинала развиваться?

[T101]

Про Землю и Луну из недавнего было вот:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,25859.0.html
А также можете поискать по форуму

[Алексей Тихомиров]

Кстати, вспомнил тут о теме, где обсуждались признаки, по которым можно было бы обнаружить деятельность цивилизаций... И всвязи с этой темой я подумал, что, будь у развитой цивилизации соответствующие технологии, она скорее всего занялась бы буксировкой подходящих планет на нужные орбиты, чтобы обеспечить на этих планетах подходящий для себя климат и удобства. В этом случае, думаю, возникли бы вполне устойчивые системы планет со сложными орбитами и расположением планет, которые сами по себе в природе возникнуть не смогли бы (например двойные и кратные обитаемые планеты близкие по размеру друг к другу, а также несколько планет на одной орбите, которые не сталкиваются друг с другом или несколько планет на одинаковом расстоянии от звезды или центра масс кратной системы, вращающиеся по орбитам, расположенным в пересекающихся или даже перпендикулярных плоскостях и, естественно, никогда не сталкивающихся друг с другом, а может и пояса из обитаемых планет вокруг планет-гигантов на одной или разных орбитах). Но такие "аномалии" нам всёравно пока обнаружить не удастся из-за большого расстояния до других звёздных систем.  

[Axon]

каждый полдень будет случаться солнечное затмение

эээ, это же зависит от наклона орбиты спутника к орбите планеты!

А вот в системе Альфа Центавра и подобных таких планет быть не может в принципе.

Ну теоретически-то возможны. У компонентов A или B могут быть очень близкие к звезде спутники (на расстоянии порядка 0,2 а.е. - чтобы соседка не мешала), ну и у Проксимы теоретически могут быть - A и B очень далеко от неё, и не помешают. Но это всё теоретически... Много ли открыто экзопланет в кратных системах? На allplanets.ru я что-то такой информации не нашёл...

Длинные сутки приведут к резкой континентальности климата, но если воды там заметно больше, чем суши, то эта континентальность будет смягчена тепловой инерцией воды.

...А если возникнет парниковый эффект - то перепады температур будут ещё более смягчены Но возможен ли он в такой ситуации?

Кстати, а Луна ведь, насколько я понимаю, должна сильно замедлять вращение Земли приливами?

Именно так.

А если так, то примерно через какое время вращение Земли замедлится настолько, что перепады ночных и дневных температур станут несовместимы с жизнью?

"Из-за трения и вращения Земли горбы слегка отстают от направления на Луну. Это означает, что сила, действующая между Землей и Луной направлена не точно вдоль линии между их центрами, что приводит к возникновению момента сил, который тормозит вращение Земли и ускоряет движение Луны (что приводит к ее удалению от нас). Этот процесс является причиной передачи энергии вращения от Земли к Луне, замедляя вращение Земли примерно на 1.5 миллисекунды в столетие и увеличивая размер орбиты Луны примерно на 3.8 сантиметров в год." (источник http://www.astronet.ru/db/msg/1170734/luna.html )

1,3 млрд. лет назад в земном году было свыше 540 дней, а в сутках было всего 15 часов.

[Алексей Тихомиров]

1,3 млрд. лет назад в земном году было свыше 540 дней, а в сутках было всего 15 часов.

Тогда действительно скорее Солнце раздуется.

[Зератул]

Приветствую участников форума astronomy.ru!
Первым делом хочу высказать почтение к обитателям сего места за необыкновенную здравость всех дискуссий (ей богу, мало где найдешь форум, где любой спор не заканчивается взаимными оскорблениями) и за стремление к познанию. Отличное место для общения!

Вторым делом перейду собственно к теме.
Есть у меня вопрос, даже скорее просьба к знающим астрономам: я описываю внешний вид планеты, а вы постарайтесь сказать, какие бы условия (звезда системы, орбита, возраст, и т.д.) подошли бы к описанию. Не смею требовать точности, но было бы просто замечательно получить от вас хотя бы пару-тройку предположений. Предупреждаю - речь пойдет о фантастике!

Итак, планета.
Диаметр - любой от 2 до 5 земного. Плотность невелика, притяжение в пределах 4g. Поверхность твердая, присутствует горячее ядро. Атмосфера есть, но слабее земной по всем параметрам. Кислород - менее 10%. Рельеф равнинный, реже холмистый, встречаются (на стыках плит) горные массивы. Вода в больших количествах в виде снега(именно снега!) и льда на полюсах и поверхностях глубоких океанов (необязательно водяных океанов). Температура колеблется от -30 до - 150 по Цельсию. Фауна отсутствует, флора представлена в виде десятка растений, произрастающих в самых теплых районах на вечной мерзлоте (как у них это получается, могу попытаться рассказать позднее).

Цель просьбы: сформулировать достаточно реалистичные условия существования такой планеты для написания научно-фантастической повести. Хочется перед началом работы иметь достаточное представление о мире, в котором происходит действие, а не описывать все фразами "и все из-за пришельцев, терраформирующих планету..." или вообще уклоняться от описания.

Вот такая, собственно, просьба. Извините, если не там обозначил, но тема со Станиславом Лемом разрушила мои сомнения.

Масса планеты от 16 до 100 земных, плотность от 4.41 до 11 гр/см3, действительно, фантастика, иначе это был бы газовый гигант размером примерно с Юпитер, а то и больше

[Zhak RRR]

Два обитаемых мира вокруг гиганта могут только дать сверх цивилизацию. Либо две планеты пригодные для жизни существ в системе!! А больше ничего делать на мёртвых камнях жизни! Те кто прелетит к нам когда либо либо прилетал уже будут как раз с двух миров вокруг звезды!

[AlexOrex]

Диаметр - любой от 2 до 5 земного. Плотность невелика, притяжение в пределах 4g. Поверхность твердая, присутствует горячее ядро. Атмосфера есть, но слабее земной по всем параметрам.

Чтобы у большой планеты была хилая атмосфера, нужно, ИМХО, несколько условий:
1) Малая вулканическая активность и приливная тектоника. То есть планета имеет мало тяжелых элементов, небольшое ядро. Нет крупных спутников. Поэтому вулканические газы слабо пополняют атмосферу.
2) Раз на планете есть океан и жизнь, они связали углекислый газ в карбонаты, которые мертвым грузом лежат на дне океанов. На Земле отложения рано или поздно затягивает в мантию, они разлагаются, и вулканы высвобождают углекислый газ и воду. Здесь же большая часть атмосферы постепенно выпадет в осадок, как, возможно, произошло на Марсе. Соответственно, планета остынет, растительность оскудеет.
Магнитное поле планеты может генерироваться не в ядре, а в соленом океане.
Вот простой калькулятор для расчета (спасибо Роберту Ибатуллину):
http://robert-ibatullin.narod.ru/utilities/astrocalc.html