Обитаемость систем коричневых карликов

[neandertal]

поверх океана будет слой углеводородов

как представил себе бензиноподобный слой поверх водно-аммиачного океана - выглядит очень интересно
и атмосферу навроде Титановой... кстати Титан бы так и выглядел, если его погреть до 0^oЦ

[bob]

в принципе конечно, длинная система сопрежённых связей может поглощать и весьма длинные волны, а направляя с помощью комплексов типа антенн несколько квантов на одну молекулу можно конечно "разогнать" её до приличной скорости, пробема тут в том, что возбуждёнными электроны остаются очень мало времени, и потому эффективность такого процесса с увеличением длинны волны и количеством необходимых квантов будет падать очень сильно... происходит ли такой процесс в земных системах пока не пойму, думаю да, поскольку антенны собирают много квантов...

Подозреваю, что не происходит. Собирая энергию антенной, мы поднимаем среднюю тепловую энергию, а не энергию одного кванта, нужного для преодоления порога реакции. Насчёт длинной системы связей (например, несколько молекул сшить в одну длинную и ждать, когда более длинный квант её разошьёт или реконфигурирует каким-то образом) - тоже не особо жизненно. Хотя, я могу ошибаться.

[AlexAV]

кстати, разве планеты коричневых краликов не будут сплошь океанидами? куда там водород денется...

На ранних стадиях эволюции бурые карлики могут быть достаточно активными звёздами, склонными к вспышечной активности, аналогичной красным карликам. А с учётом очень малого расстояния от звезды до планеты, которая в будущем (по мере остывания карлика) окажется в обитаемой зоне, то вполне вероятно, что свою первичную атмосферу и гидросферу она вообще потеряет (вспышки создают достаточно большие проблемы для удержания атмосферы, а с учётом крошечного расстояния...).

А уже после остывания и прекращения проявлений активности карлика в результате вулканизма будет накапливаться новая атмосфера (и гидросфера) планеты. В таком сценарии океаниды не будет.

[neandertal]

вспышки создают достаточно большие проблемы для удержания атмосферы, а с учётом крошечного расстояния...

Здесь считаю должным усомниться, ибо в теме про обитаемые планеты у КК было показано обратное, ЕМНИП.

[AlexAV]

кстати, разве планеты коричневых краликов не будут сплошь океанидами?

Гм… Похоже даже есть прямо противоположная проблема…

Возьмём бурый карлик с массой 40 масс Юпитера. Через 1 млрд. лет область, где поток излучения от звезды будет равен потоку на земной орбите будет соответствовать расстоянию в 0,004 а.е. = 600 тыс. км. А на ранних этапах эволюции карлика (~100 млн. лет от образования) на этом расстоянии поток излучения будет превышать поток на земной орбите в 42 раза. Т.е. будет намного больше, чем сейчас на орбите меркурия!

Не вынесет ли такое мощное излучение все лёгкие элементы из ближней части протопланетного диска и не получатся ли в результате планеты, образующиеся в обитаемой зоне, практически безводными?

[neandertal]

GJ 1214 b имеет облучение в 16 раз превосходящее земное. И возраст этой планеты составляет ~6 млрд. лет. При небольшой массе планеты (6,5 земных) она умудрилась сформироваться там мининептуном и пережить вспышечную активность и ещё 5 млрд. лет облучения, превосходящего меркурианское. И планета таки осталась мининептуном.

[AlexAV]

Здесь считаю должным усомниться, ибо в теме про обитаемые планеты у КК было показано обратное, ЕМНИП.

Вот здесь утверждается, что вспышки всё-таки могут вести к сильной эрозии.

[neandertal]

Вот здесь утверждается, что вспышки всё-таки могут вести к сильной эрозии.

И как же Gliese 1214 b вписывается в это теоретизированье?

[AlexAV]

И как же Gliese 1214 b вписывается в это теоретизированье?

Расчёт выполнен для планеты с массой в одну массу земли, а у GJ 1214 b – 6,5 масс. А это тот случай, когда размер – имеет зачение.

[neandertal]

Расчёт выполнен для планеты с массой в одну массу земли, а у GJ 1214 b – 6,5 масс. А это тот случай, когда размер – имеет зачение.

6,5 земных масс - это недалеко от потенциалньо обитаемых суперземель. И такая планета сохраняет летучие вещества с многократным запасом и избытком в условиях, похуже чем у Меркурия. Посему очевидно, что есть диапазон масс (пусть даже узкий), скажем 2 или 3 земных массы, когда планета не теряет слишком много летучих веществ, находясь в ОЗ.

[AlexAV]

6,5 земных масс - это недалеко от потенциалньо обитаемых суперземель. И такая планета сохраняет летучие вещества с многократным запасом и избытком в условиях, похуже чем у Меркурия. Посему очевидно, что есть диапазон масс (пусть даже узкий), скажем 2 или 3 земных массы, когда планета не теряет слишком много летучих веществ, находясь в ОЗ.

Пожалуй, да. Увеличение массы позволяет справиться с любой проблемой диссипации атмосферы.

Однако… Планета бурого карлика должна быть ближе к звезде, чем GJ 1214 b в 3,5 раз. Соответственно воздействие вспышек будет ещё на порядок сильнее, чем у красного карлика. Соответственно и масса планеты должна быть существенно больше, чем у красного карлика, чтобы избежать диссипации атмосферы на ранних стадиях его эволюции.

[Arton]

Прошу прощения за встряк...
Диссипация атмосфер планет земной группы в Солнечной системе Вами исключается полностью?

[neandertal]

Планета бурого карлика должна быть ближе к звезде, чем GJ 1214 b в 3,5 раз. Соответственно воздействие вспышек будет ещё на порядок сильнее, чем у красного карлика.

Если, конечно, вспышки не слабее на пару порядков, чем у красных карликов

Соответственно и масса планеты должна быть существенно больше, чем у красного карлика, чтобы избежать диссипации атмосферы на ранних стадиях его эволюции.

Тоже не верно - время активности бурого карлика малО, по сравнению с временем хромосферной активности КК.
У бурого карлика время хромосферной активности ограничивается сверху исчерпанием дейтерия, гелия-3, лития, бериллия и бора - т.е. - миллионы лет. У красного карлика источник энергии более постоянен и не "обваливается" по истечении этого срока, а активность ограничивается замедлением вращения звезды и происходит это очень плавно. Вспышки были зарегистрированы даже у древней звезды Барнарда.

[AlexAV]

Если, конечно, вспышки не слабее на пару порядков, чем у красных карликов

Вспышка возникает за счёт развития неустойчивостей в конвективных потоках при взаимодействии с вращающемся магнитным полем. Поскольку и магнитное поле и скорость вращения бурого карлика соизмеримы с КК, то и мощность вспышек должна быть сравнима, по крайней мере, на начальных этапах, пока не прекратился внутренний разогрев за счёт термоядерных реакций.

Тоже не верно - время активности бурого карлика малО, по сравнению с временем хромосферной активности КК.
У бурого карлика время хромосферной активности ограничивается сверху исчерпанием дейтерия, гелия-3, лития, бериллия и бора - т.е. - миллионы лет.

Это, да. Время активности бурого карлика, в отличие от КК будет очень ограниченно. Хотя… всё с опять же сильно зависит от массы. У тяжёлых БК с массой >0.07 солнечных фаза термоядерного разогрева будет длиться более 10 млрд. лет.

Но и разогрев термосферы (из-за близости) будет намного больше, а соответственно намного больше и потери атмосферы за единицу времени (зависимость от температуры термосферы будет близкой к экспоненциальной).

В случае не слишком массивных планет красные карлики всё же находятся в более выигрышном положении положение по сравнению с бурыми. Хотя бы по тому, что живут они безмерно долго. А за триллион лет даже при потере первичной атмосферы можно выделить из мантии/захватить с метеоритным веществом новую. У бурых такой бездны времени в запасе нет…

[Nucleosome]

У тяжёлых БК с массой >0.07 солнечных фаза термоядерного разогрева будет длиться более 10 млрд. лет.

так это уже почти что КК... это не вы давали ссылку где было указанно, что у звёзд с высокой металличностью предел Кумара может опускаться аж до 0,42? с низкой правда около 0,1... только вот где та ссылка я уже не помню...
интересно, а вот стало быть если слепить (чисто теоретически, вряд ли такое возможно реально) звезду в осонвоном и лития и дейтерия, то она, значит будет светить долго и счастливо при массе самого завалящего коричневого карлика?

на этом расстоянии поток излучения будет превышать поток на земной орбите в 42 раза.

да, такого даже ненадолго совсем хватит, что бы сдуть с планеты всё кроме совсем уж скал...

[AlexAV]

так это уже почти что КК...

Вообще говоря, да. В диапазоне 0,07-0,078 масс солнца (при солнечной металличности) водород уже горит (в отличие от более лёгких БК), но его горение не покрывает полностью потери энергии на излучение. Т.е. это всё же уже не чистый случай, а нечто переходное между КК и БК.

это не вы давали ссылку где было указанно, что у звёзд с высокой металличностью предел Кумара может опускаться аж до 0,42

Да. Вот она. Металличность влияет на перенос тепла от центра звезды к её поверхности, что (при высоком её значении) позволяет достичь теплового баланса  при меньших значениях массы звёзды.

[neandertal]

Вспышка возникает за счёт развития неустойчивостей в конвективных потоках при взаимодействии с вращающемся магнитным полем. Поскольку и магнитное поле и скорость вращения бурого карлика соизмеримы с КК, то и мощность вспышек должна быть сравнима, по крайней мере, на начальных этапах, пока не прекратился внутренний разогрев за счёт термоядерных реакций.

Вот как раз с конвективными потоками у коричневых карликов будет более туго, чем у красных, посему и вспышки слабее. Иначе бы регистрировали бы их постоянно "на пустом месте" (где звезды не предполагали).

Но и разогрев термосферы (из-за близости) будет намного больше, а соответственно намного больше и потери атмосферы за единицу времени (зависимость от температуры термосферы будет близкой к экспоненциальной).

Это неверно, учитывая что вспышки коричневых карликов таки будут слабее.

да, такого даже ненадолго совсем хватит, что бы сдуть с планеты всё кроме совсем уж скал...

Вы не могли бы это обосновать? А то показательный пример GJ 1214 b тут опять несогласен...

[AlexAV]

Вот как раз с конвективными потоками у коричневых карликов будет более туго, чем у красных, посему и вспышки слабее.

На начальных стадиях эволюции (порядка первых 100 млн. лет) термоядерная мощность БК вполне соизмерима с типичными КК. С чего бы конвективному переносу от внутренних областей к поверхности быть слабее? Хотя, конечно, в астрономическом смысле эта фаза длится не долго. Кстати в этот период БК имеет спектральный класс М и отличить его от КК совсем не тривиальная задача.

[Nucleosome]

Вы не могли бы это обосновать? А то показательный пример GJ 1214 b тут опять несогласен...

а что тут обосновывать - температуру какая там получится подсчитать не трудно. однако - дело же не только в пиковом излучении, но и в длительности - прочитал вот что длительность вспышек обычно не превышает десятком минут, этого конечно не достаточно чтобы снести даже водород. или надо уж очень часто вспыхимать...

[Vavanzer]

  Вот ведь уперлись в излучение... И пускай оно переменное со временем, все равно на фотосинтез (обычный) его не хватает.
  Скорее надо фактор приливного разогрева в тепловой баланс подключать, как определяющий.  Системы изначально массивнее чем Юпитер. Значит и спутники соответственно поболее юпитерианских и могут нести атмосферу.  Приливный разогрев дает высокую геологическую активность, что выливается в постоянно пополняемую плотную атмосферу. 
  И это все в итоге сильно расширяет обитаемую зону во внешние границы.
  Вода.  На примере солнечной системы, видно ,что чем дальше от обитаемой зоны, тем более легкие вещества слагают планеты, и воды в том числе становится больше.   т.е . можно предполагать ,что как раз приливно-подогретая обитаемая зона попадает на области повышенной концентрации воды.  т.е  с океанами вопрос ну можно сказать решен, так же как и со светимостью, которая особо не нужна (Юпитер не светится и не греет, а Европа - главный кандидат на наличие жизни)
  Поверхность. Вот тут проблема. Мощные приливные волны возможно все очень быстро смывают, а может быть и геоактивность успевает создать новые возвышенности.
  И еще, скорее всего океаны будут иметь совсем другой состав, возможно там гораздо больше растворено минералов и выше концентрация газов ввиду экстремальных условий.
  А поскольку дно будет намного больше покрыто трещинами и выходами лавы, то в сумме это все может дать намного более мощную хемосинтетическую систему ,чем у нас на Земле.

   ...Вот только вопрос остался не отвеченным... Те глубинные черви и креветки, питающиеся х.с. бактериями возникли когда начался фотосинтез и потом опустились на дно, или смогли и так возникнуть в толще океанов до фотосинтеза?