Обитаемая планета вокруг красного карлика?

[Vavanzer]

 По идее, обитаемая небольшая "суперземля" прокатила бы и в Солнечной системе, даже на орбите Юпитера. При давлении атмосферы , так, на вскидку, 5+ атм. На Марсе прикидывал, по принципу высотного распределения температуры и солнечного потока, надо чет около 2-2,5 атм, чтоб было тепло как на Земле и не было в тч  сильных ночных градиентов.
Можно даже посчитать примерно, какое давление нужно на обитаемых планетах с равновесной Т около 0°С, по мере удаления от Солнца или звезды любой другой.

[alex_semenov]

Приливные воздействия оторвут спутник от гиганта, даже в обитаемой зоне КК, тем более ближе.

Я тут начал погружаться в неведомую мне тему... Есть сомнения, что вы тут правы про приливные силы.
Смотрите:

Сфера Хилла — в первом приближении — пространство вокруг астрономического объекта (например, планеты), в котором он способен удерживать свой спутник, несмотря на притяжение объекта, вокруг которого обращается сам (например, звезды).
....
Для двух тел массами m и  M  радиус сферы Хилла рассчитывается следующим образом: 



a — большая полуось орбиты менее массивного тела 

Высчитываем массу карлика Глизе 436 в килограммах, высчитываем массу Глизе 436 b условные 22,2 масс Земли в килограммах, берём  полусь Глизе 436 b, 0,0291 a.e.  и получаем радиус сферы Хилла для нашего горячего нептуна...  0,001066031 а.е или 159 000 км. Да, это меньше орбиты Луны (384,5 тысячи км) но это вполне себе место разместить тяжеленный спутник размером с Землю!
Даже на краю области Хилла ( на 0.8 от полного радиуса Хилла) мы имеем период обращения тяжелого спутника вокруг горячего нептуна в...1,114 земных дня! Вау!!!!
То есть. Даже на том месте где сейчас Глизе 436 b, он может иметь такой вот тяжеленный спутник!
Другое дело что это - пекло. И там всё сварится.
Поэтому отодвигаем всё на ранее мною рассчитанную орбиту на краю зоны жизни Глизе 436 (где уже всё замерзает) в 0.2 а.е.  Год здесь 47,6 земных суток. Здесь радиус Хилла (при прочих параметрах) 0,00732667 а.е. или чуть больше милиона километров. Всё что движется в пределах этого расстояния от нашего нептуна (теперь холодного) или суперземли в 22.2 массы Земли, никакими приливными силами не будет оторвано.
И если мы поместим нашу луну на половину этой дистанции, с полуосью в 500 000 км, то орбитальный период ее вращения как луны будет 9,9 земных дней. Условно 10 дней.
Итого. Год на такой луне будет длиться 4,76  местных дня... Гм... интересные условия. Если там есть приблизительно как у земли наклон плоскости врашения луны,  и предположить четыре яркие сезона, то получается что каждый день - это отдельный сезон года. Ну почти. Будет наблюдаться заметный сдвиг.. День-ноч-день-ноч... Итого очень пёстрое климатическое условие!
Это само по-себе уже занимательно... Гм... И можно попробовать высчитать полный цикл когда скажем пик лета приходится на полдень какого-то дня. Кстати, как такие периоды считать - не знаю. Знаю что это похоже на задачу про обороты шестерёнок. Вспоминается календарь Майя... но... надо подумать или покопаться... Всё должно быть до идиотизма просто. Наложение двух линейных циклов. Цикл в цикле... Гм...

[Vavanzer]

и получаем радиус сферы Хилла для нашего горячего нептуна...  0,001066031 а.е или 159 000 км. Да, это меньше орбиты Луны (384,5 тысячи км) но это вполне себе место разместить тяжеленный спутник размером с Землю!
Даже на краю области Хилла ( на 0.8 от полного радиуса Хилла) мы имеем период обращения тяжелого спутника вокруг горячего нептуна в...1,114 земных дня! Вау!!!!

  Только он будет стремительно удаляться, как Луна, изза приливного воздействия. В итоге убежит на высокую орбиту и отвалится в конце концов... Мильярды лет точно не продежится. Можно кстати прикинуть и Луна где была, с учетом изменения скорости удаления и возрастания приливных взаимодействий. Обратная задача. Закручиваем Луну ближе к Земле))) Заодно примерно и сутки в разные времена можно выстчитать. По этим темам статьи различные кстати есть. С разными данными.

 Вам наверное идея нравится изза наличия сильного магнитного поля у массивных планет, которое могло бы защитить обитаемую планету от сдува атмосферы при вспышках))

[Vavanzer]

 Кстати еще интересный момент. При вспышках атмосфера "раздувается", усиленно диссипирует. Но, при этом магнитным полем происходит и захват частиц звездного ветра, пополнение атмосферы "полырными сияниями", которые по сути поток частиц газа)))
 Не окажется ли так, что вспышки ощутимо пополняют атмосферы крупных планет со временем!?) У красных звезд, естественно, в тесных системах, где высокая концентрация потока.

[alex_semenov]

Только он будет стремительно удаляться, как Луна, изза приливного воздействия. В итоге убежит на высокую орбиту и отвалится в конце концов... Мильярды лет точно не продежится. Можно кстати прикинуть и Луна где была, с учетом изменения скорости удаления и возрастания приливных взаимодействий. Обратная задача. Закручиваем Луну ближе к Земле))) Заодно примерно и сутки в разные времена можно выстчитать. По этим темам статьи различные кстати есть. С разными данными.

Да, если луна будет гнать по поверхности суперземли гигантскую волну... Кстати, данные по Земле и Луне разные по разным оценкам, потому что в разное время Луна удалялась от Земли неравномерно. На Земле миллиард лет был дрейф континентов когда рахсодились и снова складывались гигантский панматерик, и в этот момент они мешал двигаться приливной волне. Луна в эти миллионы лет удалялась медленней.

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

Вам наверное идея нравится изза наличия сильного магнитного поля у массивных планет, которое могло бы защитить обитаемую планету от сдува атмосферы при вспышках))

И это - тоже. Но главная причина - есть нормальные сутки и главное - есть сложная система взаимодействия, своего рода мотор.

Надо посчитать убегание луны от суперземли, если та покрыта сплошь водой (тут вся оценка должна быть простой). Кстати, а если это ЗАМЁРЗШАЯ суперземля? Ну вот вся - ледышка. Толстенный слой лда? И? Будет бежать приливная волна ВПЕРЕДИ луны? Там же эффект в том, что волна - жидкая. Нет? И поэтому она как бы бежит вперёд и чуть-чуть тянет Луну за собой.
Если же у нас планета газовая или твёрдая, то эффект выбрасывания спутника будет наверное заметно слабей. Нет?

Что тут интересно еще? Мы можем иметь живую планету с гравитацией заметно ниже земного. Скажем в половину. Если бы это была одиночная планета, она бы прость из-за неизбежно меньшей массы не имела бы достаточно сильного внутреннего мотора ни для вулканизма (и создания атмосферы) ни для магнитного поля. Сильного поля. Для этого нужны гигантские давления. А это должна быть масса не меньше массы Земли да и то, возможно, в случае Земли немалую роль играет именно наличие неестественно тяжелой Луны. Земля-Луна - двойная планета. Особая.

[Инопланетянин]

И можно попробовать высчитать полный цикл когда скажем пик лета приходится на полдень какого-то дня. Кстати, как такие периоды считать - не знаю.

Сдвигать запятую пока не исчезнет. И тогда у нас будет кол-во местных лет замыкающее цикл полностью.
4,76 > 476 Сто местных лет. 4760 земных дней. Около тринадцати земных лет.

Кстати, а если это ЗАМЁРЗШАЯ суперземля? Ну вот вся - ледышка.

Если уж суперземля с её парниковым эффектом у вас замёрзшая, то что про луну с её жиденькой атмосферочкой говорить? Вы же про обитаемую планету сначала речь завели?

[Инопланетянин]

Но главная причина - есть нормальные сутки

Дались они вам. Тут очень много сказано о вечном дне, о непрерывной тепловой машине из атмосферы. Если подумать, приливный захват вещь даже полезная. Расширяет обитаемую зону, скажем. Вика Воробьёва может вам подробнее объяснить, но планеты запертые в резонанс могут выдерживать венерианскую инсоляцию без вреда для жизни. Да много чего ещё полезного можно сказать о захвате. Минусов два - полпланеты необитаемые и движение материков очень неприятно. Могут уехать во тьму.

[alex_semenov]

И можно попробовать высчитать полный цикл когда скажем пик лета приходится на полдень какого-то дня. Кстати, как такие периоды считать - не знаю.

Сдвигать запятую пока не исчезнет. И тогда у нас будет кол-во местных лет замыкающее цикл полностью.
4,76 > 476 Сто местных лет. 4760 земных дней. Около тринадцати земных лет.

Так прость? Мне надо время что бы в это поверить!
 

Кстати, а если это ЗАМЁРЗШАЯ суперземля? Ну вот вся - ледышка.

Если уж суперземля с её парниковым эффектом у вас замёрзшая, то что про луну с её жиденькой атмосферочкой говорить? Вы же про обитаемую планету сначала речь завели?

Да, согласен. Дурак. Глупость сказал. Температура на поверхности центрального тела не может быть ниже чем на поверхности спутников. Хотя вот Ио... Но это не тот случай.

И так. Суперземля (если это она) будет иметь океан воды. Очень тёплый. Сплошной океан. Тропики. Без вариантов.
НО! Про приливную волну, которая будет толкать Луну за границу сферы Хилла.
Парни!
За счёт чего Луна (составляющая 1.2% массы Земли) разгоняется наружу? За счёт МОМЕНТА ИНЕРЦИИ вращения Земли. Земля замедляет своё вращение, Луна - ускоряется.
Но в нашем случае будет ли суперземля вращаться так быстро как Земля? Она не будет в приливном захвате с красным карликом и делать оборот вокруг оси за те же 47,6 суток?
А раз так, то какое выталкивание луны за сферу Хилла за 11 миллиардов лет (которая, кстати при принятых значения уже 4.5% от массы суперземли, если луна по массе как Земля, но она может быть меньше)? Никто никуда не выталкивается!

[alex_semenov]

Дались они вам. Тут очень много сказано о вечном дне, о непрерывной тепловой машине из атмосферы. Если подумать, приливный захват вещь даже полезная. Расширяет обитаемую зону, скажем. Вика Воробьёва может вам подробнее объяснить, но планеты запертые в резонанс могут выдерживать венерианскую инсоляцию без вреда для жизни. Да много чего ещё полезного можно сказать о захвате. Минусов два - полпланеты необитаемые и движение материков очень неприятно. Могут уехать во тьму.

Я не против. Но разве Великий Мао не учил нас, что  должны цвести 1000 цветов?!

А есть уже работы, которые исследуют суперземлю-водный океан в приливном захвате с красным карликом? Что там с атмосферой и вообще...? На тёмной сторонебудет вечный лёд (вечный ледяной пан-континент, кторый всегда тормозит любые приливные волны)? Но атмосфера, разумеется, будет прогреваться над ним... Гм...  Там действительно должен быть очень интересный климатический мотор... Вечный центральный циклон на освещённой стороне?

[Инопланетянин]

Но в нашем случае будет ли суперземля вращаться так быстро как Земля? Она не будет в приливном захвате с красным карликом и делать оборот вокруг оси за те же 47,6 суток?

Должна бы быть. Но летающий спутник вместе с приливно захваченным главным телом мне интуитивно не нравится. Ну некрасиво это выглядит!

А есть уже работы, которые исследуют суперземлю-водный океан в приливном захвате с красным карликом? Что там с атмосферой и вообще...? На тёмной сторонебудет вечный лёд (вечный ледяной пан-континент, кторый всегда тормозит любые приливные волны)?

Начните читать тему сначала. Не будет там льда, парниковый эффект + высокая скорость ветра вдоль экватора. Это разбиралось уже, даже какие-то работы приводились.

Так прость? Мне надо время что бы в это поверить!
 

Конечно, проверяйте. Вдруг я чего-то напутал, соблазнившись видимой простотой задачи. Я, кстати, как-то пытался высчитывать високосные года для разных возможных обитаемых планет. Что будет если год длится *,6 дней? А если *,8, *,4, *,32, *,1? Я их тупо складывал до наступления целого дня/дней и смотрел сколько это получится. Тупо сдвигать запятую в такой ситуации значило добавлять 8 дней каждые лет десять. Это как если бы мы каждые сто лет добавляли бы 25 дней. Но так никто не делает. Думаете, складывать будет лучше?
Ну вот возьмём случай *,8. Первый год обычный, второй високосный + 0,6; третий год високосный + 0,4; четвёртый год високосный + 0,2 и, наконец, пятый год високосный без остатка. Итого получается цикл из пяти лет, где всего один год нормальный. Собственно, он-то и выделяется. Такая вот вывернутая система получилась, а всего-то из-за 0,8 дня.

[alex_semenov]

Должна бы быть. Но летающий спутник вместе с приливно захваченным главным телом мне интуитивно не нравится. Ну некрасиво это выглядит!

Блин! Ё-ма-ё! Мы проектируем астросооружение?
Какая разница красиво или нет? В природе такое МОЖЕТ БЫТЬ?
Почему нет?
И я не понимаю в чём тут не красота? Мне столько раз предлагали НЕКРАСИВЫЕ идеи  в области звездоплавания с таким щенячим восторгом от красоты, что у меня к термину "красота" возникло подозрительное чувство...
Кто-нибудь пробовал посчитать приливный захват?

Ps
Я уже посчитал. Будете смеяться. Гравзахват суперземли массой 22.2 земных и радиусом 4,327 земных,  на 0.2 а.е. от нашего образцового красного карлика. Если в  начале супер земля делал оборот за 12 часов (они приняли это как стандарт), то захват  произойдёт за 3,32E+05 лет. То есть МГНОВЕННО по-сути...
Не верите?
Перепроверяйте. Тут всё есть.
https://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_locking
Я пользовался упрощённой формулой для каменного объекта (он захватывается медленней всего):




Зы зы... Правым быть хорошо. Но совесть мучает. Проверил я эту формулу на Солнце и Земле. Так вот она дает время гравитационного захвата Земли Солнцем ... 2,45E+08 лет... Ну врёт же!  Перепроверил... гм... Да всё вроде по формуле... Может один оборот в 12 часов принятый за начальную скорость вращения в случае Земли - мал? Говорят у нас по-началу сутки 8 часов были...
Надо тогда брать более сложную формулу...
 

[Vavanzer]

Если бы это была одиночная планета, она бы прость из-за неизбежно меньшей массы не имела бы достаточно сильного внутреннего мотора ни для вулканизма (и создания атмосферы) ни для магнитного поля. Сильного поля. Для этого нужны гигантские давления. А это должна быть масса не меньше массы Земли да

  Ио у Юпитера нормально себе вулканирует))) Энцелад у Сатурна тож фонтанирует водой из трещин! Приливный разогрев их нехило кипятит.
 А если планета в тесной системе массой в Земную и более, то вулканизм вообще зашкаливать должен. Тк площадь ро отношению к массе намного ниже, а массы "горбов", учасвующих в "приливах и отливах", а знач и мощность выделяемая приливным разогревом на порядки больше должна быть, чем у мелких спутников.

 Вообще, возможно что на обитаемости у самых небольших звезд может быть поставлен крест изза их чрезмерного вулканизма и мощных атмосфер из вулканических газов и их производных.  Я больше к этой версии склоняюсь.

 

Если же у нас планета газовая или твёрдая, то эффект выбрасывания спутника будет наверное заметно слабей. Нет?

  Они все по сути "жидкие", в макромасштабах. Что газовые, у которых плотные нижние слои атмосферы могут иметь плотности приличные. У той же Венеры уже ~ 60кг/м3. Еще не вода, но уже и не "воздух"!
 А твердые - они только на поверхности только твердые, на небольшую глубину. И то эта твердость - не монолит, а россыпь породы растрескавшейся. Куча тектонических разломов и складок. А дальше вязкая жижа, мантия и тп.

[Vavanzer]

Начните читать тему сначала. Не будет там льда, парниковый эффект + высокая скорость ветра вдоль экватора. Это разбиралось уже, даже какие-то работы приводились.

  Спорный вопрос, на самом деле. Скорость ветра не бесконечна, и теплоемкость атмосферных газов тоже. Ну и расстояния в тыщщи км они преодолевают не за одну секунду)) А за многие часы и сутки даже, успеют охладиться пока в дальнюю точку долетят.
 Даже на Земле в ясную погоду температура за вечер-ночь может на 30-50° падать! Даже не за сутки)) (Пустыни, и места со снежным покровом).

  На дневной стороне тож энергия копится не бесконечно. До термодинамического равновесия. Т.е там оч ограниченный запас энергии, для передачи на обратную сторону через пару десятков тыщ км с ограниченной скоростью, при постоянных потерях на излучение. Даже освещенные области вблизи линии терминатора уже можно сказать приравнены к полярным областям, которые получают от Солнца совсем ничего!

 А так, по сути, все ведь зависит от дальности планеты и плотности ее атмосферы. Может много вариантов быть, в тч и с вымороженной атмосферой, типа марсианской.
  Их там только выручит приливный вулканизм, пополняющий атмосферу.
  Кстати, быть может там будет обилие инертных газов. Изза дегазации недр. Процент гелия, аргона и тп может быть больше. Короч в любом случае эти миры будут очень не похожи на наш! От слова совсем!

[Olweg]

По поводу льда - вот результат моделирования климата Проксимы b в зависимости от состава атмосферы и типа резонанса (1:1 и 3:2). Сплошная линия - зона с постоянной жидкой водой, пунктирная - с сезонным льдом. Как видно, на обратной стороне при земном составе атмосферы погода вполне может быть антарктической.



https://www.researchgate.net/publication/306474400_The_habitability_of_Proxima_Centauri_b_II_Possible_climates_and_Observability

[Vavanzer]

Как видно, на обратной стороне при земном составе атмосферы погода вполне может быть антарктической.

Я больше всего вот над чем угараю! Все эти СО2-поклонники как будто не учитывают парниковые способности доугих газов во всем диапазоне спектра и теплоемкость...
  Ну на Марсе атмосфера почти на 99% состоит из СО2! И что, там прям Ташкент!?))) Его обьемная концентрация на много больше, чем на Земле! Согласно "учению секты глобального потепления изза СО2" , там вообще должно быть "Майами", "Варадеро", пальмы расти, ломиться от бананов))))    Весь Марс должен быть прям просто тропическим раем каким-то!)))

[alex_semenov]

Пересчитал я приливной захват по длинной, сложной формуле где можно задать и угловую скорость вращения.
Всё здесь по-аглицки: https://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_locking

Вот что получилось (тут два фото одного и того же расчёта с разными данными) :



Слева, контрольный расчёт приливного захвата Земли Солнцем. Начальная скорость вращения Земли один оборот -8 часов. Захват произойдёт через 67 миллиардов лет.
Справа же - моя модельная суперземля в 22.2 массы Земли,  радиусом в 4.33 земных, на дистанции 0.2 а.е. от красного карлика, который в 0.452 от массы Солнца....
Приливной захват планеты карликом проходит... за 12 000 лет!!!
Вопросы?
Нет вопросов.
Сокращённая формула, возможно, ошибочно сокращена.

Зы. Для Земли правильнее было бы взять современный момент. 24 часа - один оборот. Без участия Луны с ее торможением.
Так вот, если бы с самого начала Земля вращалась как сейчас 24 часа - один оборот то для приливного захвата Земли Сонцем понадобилось по этой формуле чуть больше 22 миллиардов лет...

[Vavanzer]

Приливной захват планеты карликом проходит... за 12 000 лет!!!
Вопросы?

Вопрос, мож расчтаете что нибудь типа таблички для разных вариантов! Чтоб прикидывать можно было!
   У меня уже возникло сразу же озщущение, что есть прям отросительно резкая граница, когда захват возможен за несколько миллионов лет. А дальшее ее идет откат в большой прогрессии.
 И вероятно, что область приливного захвата может лежать гдет между Венерой и Землей. Кстати, про Веренеру, если не влом , тож можно посчитать ))) Сколь времени нужно чтоб ее захватить, и Землю кстати тоже)))

Уж больно интригует 5-я степень радиуса в формуле!)) 

[alex_semenov]

Уж больно интригует 5-я степень радиуса в формуле!))

А 6-я степень большой полуоси a (то есть радиус орбиты)?
Она куда сильней на результат влияет!

На той "фотке", что я выложил - ВСЁ ЕСТЬ! Все константы, все вычисляемые значения имеют формулу!!! Берите и оживляйте ее у себя в расчётах! Чисто механически!
Хотя не... как я часы за один оборот перевёл в радианы в секунды не расписано. 
Ну полный оборот 360 градусов - это 2*пи(), а в часе 3600 с. Если x - часов за оборот, то w=2*пи()/x/3600 рад/с.
Теперь всё есть.

[Vavanzer]

"Майами", "Варадеро", пальмы расти, ломиться от бананов))))     Весь Марс должен быть прям просто тропическим раем каким-то!)))

   Процитирую сам себя, чтоб продолжить мысль...
 Пальмы на Марсе согласно "учению секты СО2"  все таки "должны быть"! Тк в азотно-кислородной стратосфере Земли температура не понижается ниже -56° С, даже до -80° не доходит!при схожих давлениях. А на Марсе тем временем дубак, даже СО2 замерзает !))) Эт как так? Где пальмы и арбузы? Где волны теплых океанов!?)) 100% СО2 холоднее кислородно-азотной стратосферы Земли))

   Получается, что если захотим приблизить планету КК внутрь обитаемой зоны, надо атмосферу так проредить, что ее состояние станет абсолютно "необитаемым"! Днем будет пекло, ночью -100°. А с плотной атмосферой океаны закипят. Привсем при этом вулканы будут долбить с неимоверной силой.
 В общем там нужно что то особое. Подальше от звезды, с плотной атмосферо помощнее, чем земная. Чтоб и приливный разорев был меньше, и распределение температуры по всей планете ровнее.

Ощущение, что в моделях атмосфер вообще не учитывают фактор поглощения ею приходящего излучения от звезды (у земной оно составляет порядка 25%). А сторонники парникового эффекта от СО2 берут в расчет какой то мизер пошлощения отраженного излучения, который толком не влияет ни на что при малой концентрации парниковых газов.

[gans2]

Те при каких то параметрах системы эти линии могут совпасть.

Ага. Но никто это никогда не рассматривал, видимо. Слишком мало данных.