Обитаемая планета вокруг красного карлика?

[gans2]

Место для  жизни на экзопланетах

 Представьте себе эти миры как сферический слоеный пирог.

В самом центре ядро, состоящее из тяжелые элементы, такие как железо и никель.

 Слой вокруг этого ядра состоит из более легкого материалы, такие как силикаты и карбонаты. Из таких состоят мантия и кора Земли. Но это может быть и водяной лед в разных состояниях(модификаций исследовано около двух десятков).

 Над этим слоем находится слой жидкости (обычно воды), а над ним газообразная атмосфера.

Такое разнообразие присуще только воде, потому, что её льды (при наиболее распространенных условиях) не тонут в воде, а плавают и не дают слою воды промерзнуть полностью быстро.

Этот слоеный пирог может иметь множество вариантов. Основные таковы:


1.Весь слой жидкости может замерзнуть или сразу образовться твердым.
2.Поверхность жидкости может полностью или частично замерзнуть.
3.Жидкость полностью покрывает силикатную твердь и переходит в газ не замерзая.
4.Жидкости недостаточно, так что на поверхности есть и силикатно-карбонатная суша и жидкие океаны, и льды.   
5.Жидкости недостаточно, так что на поверхности силикатная и карбонатная суша засыпает своей пылью и осадками замерзшие океаны. Атмосфера постепенно улетучивается без подпитки от угасшей сейсмической активности.
6.Жидкость полностью испаряется и карбонаты становятся густым, но всё еще газообразным вязким слоем, над которым несутся ветра в более разреженной атмосфере.

Варианты «пирога» не вечны.

-Остывает ядро планеты, когда заканчиваются изотопы разогревавшие его радиоактивностью.

-Меняется светимость центральной звезды.

-Меняются орбиты спутников с которыми планета-спутник делит окрестности центральной звезды (или не звезды) и приливные силы слабее или сильнее разогревают недра планеты.

-Атмосфера над жидкой или твердой поверхностью меняется, снижая или увеличивая потери тепла.

Всё это может поменять вариант слоёв. Планетная поверхность будет переходить из одного состояния в другое.
Поскольку уровень сложности, называемый «жизнь», возникает и процветает на стыке трех фазовых состояний материи — твердого, жидкого и газообразного, то в описанных вариантах :

в первом упомянутом месте, жизнь осваивает «ледяные жерла»
во втором — подледные донные оазисы и приледные газовые пузыри.
(Эти варианты нами еще мало исследованы, но спутники планет гигантов Солнечной системы, по-видимому, таковы.)
в третьем — жизнь может освоиться только вблизи дна.
(Это планеты-океаниды. Нами непосредственно еще не наблюдались.)
четвертый вариант — наша с Вами Земля большую часть её истории — жизнь кипит везде
 пятый вариант — это Марс. Жизнь ушла вслед за льдами вглубь литосферы и медленно угасает вместе с подходящими для неё условиями.
Шестой вариант — это Венера. Жизнь теплится в потоках суперротирующей атмосферы и угасает вместе с исчезновением остатков стабильных условий.

Какие варианты наиболее вероятны в системах красных карликов?

[Vavanzer]

Атмосфера постепенно улетучивается без подпитки от угасшей сейсмической активности

Это крайне противоречивая идея, в контексте тесных планетных систем, характерных для карликовых звезд..
  Там все планеты в обитаемой зоне находятся минимум на эквивалентной Меркурию орбите, по гравитационной напряженности, а большинство намного ближе...
Почему до сих пор этого не учитывают, не понятно... Тот факт что планеты в темных системах гораздо более подвержены приливному разогреву, и чем теснее, тем сильнее на них "эффект Ио" будет развит...

  Недавно нашел в старых тетрадках интересные вычисления, когда тут обсуждали бурно эту тему, приливных разогревов... Недоделанная , так сказать, "домашняя научная" работа. По сопоставлению известных планетных систем с фактическими спутниками и планетами солнечной системы.  Добрался лишь до сведения параметров различных по отношению к ускорению на орбите, вызванному центральным телом (Солнца или планеты-гиганта).
Думаю, что самое время продолжить это дело. Тк "британские ученые" не перестают удивлять каждый раз очередной чушью...

[Klapaucius]

Это крайне противоречивая идея, в контексте тесных планетных систем, характерных для карликовых звезд..
  Там все планеты в обитаемой зоне находятся минимум на эквивалентной Меркурию орбите, по гравитационной напряженности, а большинство намного ближе...
Почему до сих пор этого не учитывают, не понятно... Тот факт что планеты в темных системах гораздо более подвержены приливному разогреву, и чем теснее, тем сильнее на них "эффект Ио" будет развит...

Так "отодвинем" чуть подальше. На аналоге Ио я не хотел бы жить, а вот на аналоге Европы зарывшись поглубже от радиации (для начала пары метров хватит), может и возможно. Каллисто, Ганимед глубже копать (до океана, радиация приемлемая для поверхности). Титан может лучше (там наверняка глубоко тоже гидросфера есть), но совсем холодно для homo sapiens. Не люблю я зиму.

[AlexOrex]

Может оказаться так, что океанида окажется почти полностью покрыта ковром водорослей и их остатков. Чет типа поверхности болот, типа елани, которые могут даже человека выдерживать. Еще пример - нередко обиазующиеся плавучие острова в лесных озерах зарастающих и прудах.
И вполне себе такие органические острова могут стать несущей основой для поверхностных форм жизни. 
Например для крокодилов, птиц, змей, насекомых)))

У Клайва Льюиса был такой фентези-роман - "Переландра" (райская Венера) .

(благодаря приливному разогреву недр планеты)

  У приливного разогрева есть один момент. Интересный. Он ведь по сути за счет кинетической энергии виащения по орбите и вокруг оси возникает. А значит эта энергия заканчивается.  Происходит замедление вращения и снижение орбиты.
И за миллиард лет в тесной системе планеты просто обязаны заметно поменять орбиты. Это тоже накладывает сложности для жизни. Пока там она возникает, развивается, планета сваливается из обитаемой зоны. Жизнь на ней "поджаривается". А в обитаемой зоне оказывается планета из боьее холодных краев. На которой жизнь могла и не зародиться...

Вся надежда, что геологические процессы или биосфера, как и у нас, успеют скушать парниковую атмосферу до уровней, не приводящих к перегреву.

[Инопланетянин]

Вся надежда, что геологические процессы или биосфера, как и у нас, успеют скушать парниковую атмосферу до уровней, не приводящих к перегреву.

Да, это могло бы заменить постепенный разогрев Солнца.
Но не будет ли приливный разогрев приводить просто к скруглению орбиты?

[Vavanzer]

Атмосфера постепенно улетучивается без подпитки от угасшей сейсмической активности.

  Предположу, что она на сисиемах красных карликов не угасает никогда. А мож и вовсе усиливается изза постепенного падения планет с более высоких на более низкие орбиты.

И вот интересный вопрос возникает. Что будет если интенсивная дегазация недр не прекращается и не сбавляет темпы 2-3-4-5 мильярдов лет? Представим, что атмосфера как у Венеры, прожолжает наполняться. Диференциация продолжается гораздо дольше, чем у поанет Солнечной системы... Какие они могут быть?

[Vavanzer]

Так "отодвинем" чуть подальше. На аналоге Ио я не хотел бы жить, а вот на аналоге Европы зарывшись поглубже от радиации (для начала пары метров хватит), может и возможно. Каллисто, Ганимед глубже копать (до океана, радиация приемлемая для поверхности). Титан может лучше (там наверняка глубоко тоже гидросфера есть),

Так и надо отодвигать, на один-два шага как минимум!
Мож там почва сама по себе +20° имеет уже на глубине несколько сантиметров))
Там скорее вероятны миры в более отдаленных зонах, где то в области Юпитера и далее. Но с плотной атмосферой в 5-25 бар. Способной удерживать тепло от их красного "солнца" и из недр. Некий аналог "Венеры", но в холодной зоне обитания.
А все то что находится близко, в привычной длятнас зоне инсоляции, будет подвергаться разогреву. Особенно у звезд класса М, у которых светимость так себе, по отношению к их массе. Там почти все планеты в "зоне Ио" находятся ...
  Над сфоткать ту табличку, и продолжить ее дальше, чтоб хотябы примерно понять что где и как может быть

но совсем холодно для homo sapiens. Не люблю я зиму.

  А как на счет оазисов и геотермальных источников в ледяных мирах!?)))) Из бани сначала в снег, а потом  сразу в теплое вулканическое озеро!

[Klapaucius]

А как на счет оазисов и геотермальных источников в ледяных мирах!?)))) Из бани сначала в снег, а потом  сразу в теплое вулканическое озеро!

В бане я никогда в жизни не бывал. Ну разве что тут на форуме дня три давным-давно.

[Klapaucius]

А все то что находится близко, в привычной длятнас зоне инсоляции, будет подвергаться разогреву. Особенно у звезд класса М, у которых светимость так себе, по отношению к их массе. Там почти все планеты в "зоне Ио" находятся ...
  Над сфоткать ту табличку, и продолжить ее дальше, чтоб хотябы примерно понять что где и как может быть

Полагаю Вы не правы. Но! Спектр конечно тоже имеет значение. Впрочем когда лампы были накаливания (а это класс M), в аквариумах всё тоже жило. Сейчас вот со светодиодными у меня например наоборот бяда, вода почему-то мутная иногда (например сейчас, примерно с неделю). И серой пахнет. Рыбкам явно не нравится, мне тоже. Растения прут всё равно. Может проредить пора... И свежей водички. И с недельку не кормить.

[Vavanzer]

В бане я никогда в жизни не бывал. Ну разве что тут на форуме дня три давным-давно.

Сейчас самое время. Именно когда мороз и снега!

 Вообще, интересно, что будет на планете в холодной зоне, но с интенсивным внутренним разогревом. Жара недр сталкивается с поверхностным льдом... Теплые озера и моря,и ледяные скалы... Постоянный круговорот воды. Да еще и вечно холодная теневая точка, если планета в полном захвате...
Будут ли там места где небо ясное? Хотя опять же, это будет зависить от силы разогрева и от дальности...

[Vavanzer]

Полагаю Вы не правы. Но! Спектр конечно тоже имеет значение. Впрочем когда лампы были накаливания (а это класс M), в аквариумах всё тоже жило. Сейчас вот со светодиодными у меня например наоборот бяда, вода почему-то мутная иногда (например сейчас, примерно с неделю

  У ламп накаливания непрерывный спектр черного тела. Там и синее есть, и фиолет и немного ультрафиолета даже. Плесень и проча нечисть это оч не любит. (Даже переотраженный солнечный свет, пропущенный через 2-3 оконных стекла она не любит) ... А диоды эт монохром. Там чисто желтое и тп. Видимо такой свет ее не пугает...

А на счет М-класса, у них орбиты планет настолько тесные, что их скорее стоит сравнивать с системами спутников Юпитера и Сатурна ... Там все системы ближе чем Меркурий, в плане гравитации... Даже ближе чем Титан, насколь я помню из подсчетов
В глубокой гравитационной яме сидят...

[Klapaucius]

Вообще, интересно, что будет на планете в холодной зоне, но с интенсивным внутренним разогревом. Жара недр сталкивается с поверхностным льдом... Теплые озера и моря,и ледяные скалы... Постоянный круговорот воды. Да еще и вечно холодная теневая точка, если планета в полном захвате...
Будут ли там места где небо ясное? Хотя опять же, это будет зависить от силы разогрева и от дальности...

https://www.youtube.com/watch?v=aCKfvewYvUo

[gans2]

Воздушные миры или бесплодные скалы? О живучести вторичных атмосфер вокруг планет TRAPPIST-1
https://arxiv.org/abs/2401.16490
Современное излучение планет TRAPPIST-1 привело бы к потере земной атмосферы всего за 100 млн лет. Принимая во внимание гораздо более активные ранние стадии развития маломассивного М-карлика, планеты претерпевают период еще более сильной потери массы, независимо от планетарной массы или состава атмосферы. Это указывает на то, что маловероятно, что какая-либо значительная атмосфера сможет выжить в течение длительного периода времени вокруг какой-либо из планет TRAPPIST-1. Использованные здесь предположения позволяют обобщить результаты и сделать вывод, что результаты ориентировочно указывают на то, что этот вывод применим ко всем планетам земного типа в зонах обитаемости маломассивных М-карликов.

Стук молотков по гвоздям в крышке...

[Rattus]

У ламп накаливания непрерывный спектр черного тела.

На Нобелевку уже заявились с таким открытием?

[Vavanzer]

У ламп накаливания непрерывный спектр черного тела.

На Нобелевку уже заявились с таким открытием?

Я это ктому что контексте отличия от светодиодных, в случае с тем аквариумом, упомянутым . С ними вода не мутнела у товарища.
 Знач немножко , совсем чуть чуть УФ и синей части мпектра  у звезд класса К и начала М могут вырулить ситуацию. А вот совсем холодные не осветлят воду от мутных водорослей))

[Vavanzer]

к потере земной атмосферы всего за 100 млн лет. Принимая во внимание гораздо более активные ранние стадии развития маломассивного М-карлика, планеты претерпевают период еще более сильной потери массы, независимо от планетарной массы или состава атмосферы. Это указывает на то, что маловероятно, что какая-либо значительная атмосфера сможет выжить в течение длительного периода времени вокруг какой-либо из планет TRAPPIST-1.

   С другой стороны, на примере земной же атмосферы, сколько углекислого газа в связанном состоянии похоронено в осадочных породах? Т.е атмосфера постоянно пополнялась все время существования планеты. И если ее не сдуло, то поглотила вода и минералы в итоге.
  А если даже точнее, сколько углерода и кислорода в карбонатах!?))  По разным данным общая масса сравнима с нынешней атмосферой Венеры, если даже не больше (оценки разные).
 В любом случае что то же должно остаться на тех поанетах, тк активность затухает со временем .

[gans2]

что то же должно остаться на тех поанетах

расписка есть?
На двух ближних ничего не найдено. Остальные были в температурном режиме ближних предыдущий миллиард лет.
Вы статью прочитали? Там моделирование описано. Модель проверяется на результатах.

[Бобр-99]

Воздушные миры или бесплодные скалы? 

А океаны?

[Инопланетянин]

Стук молотков по гвоздям в крышке...

А как насчёт сверхземель? Чуть более массивная планета не удержит атмосферу?

[gans2]

океаны?

По вакуумом?