Обитаемость систем коричневых карликов

[AlexAV]

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

Кстати. Здесь о GJ 1214 b пишут, что её атмосфера скорее всего состоит из азота с небольшой примесью воды (99%N2 + 1% H2O). С учётом температуры это значит, что она очень сухая.

[neandertal]

На начальных стадиях эволюции (порядка первых 100 млн. лет) термоядерная мощность БК вполне соизмерима с типичными КК.

Вы не могли бы привести какие-нибудь рассчёты, подтверждающие это? Дело в том, что реальность не стыкуется с этим утверждением - см. такие бурые карлики как 2М1207 (5-10 млн. лет), OTS 44, ...
Типичный радиус молодого коричневого карлика - от 0,2 до 0,25 солнечных, температура - ок. 2500К. Это даёт мощность излучения 0.001-0.003 солнечных.
Красные карлики в этом возрасте имеют радиус 0,3-0,5 солнечных, температуру - 3-4 тыс. К. Это означает мощность 0,005-0,05 солнечных. Получается что типичный КК мощнее на порядок.

Кстати в этот период БК имеет спектральный класс М и отличить его от КК совсем не тривиальная задача.

От М6 и ниже. При этом красные карлики также имеют более высокую температуру в первые 100 млн. лет. Плюс у них радиусы поболее. Всё это делает отличие значительным.

[neandertal]

  Приливный разогрев дает высокую геологическую активность, что выливается в постоянно пополняемую плотную атмосферу.

Не только это важно. Перемешивание вещества коры и мантии даёт постоянный приток необходимых химических элементов. На Земле всё бурно цветёт и пахнет в некоторых местах ещё на не до конца успевшей остыть лаве

И пускай оно переменное со временем, все равно на фотосинтез (обычный) его не хватает.

А что вы упёрлись в этот фотосинтез? Фричество это. Есть ещё множество путей получения энергии и необходимых веществ:
1) Ионизирующее излучение (обогащение актиноидами, как у археев, либо использование чего-нибудь падающего сверху, например углерода-14).
2) Разложение оксидов в недрах планеты под действием давления и температуры (теоретически).
3) Фотолиз излучением (не обязательно только воды, есть ещё Титановый вариант и другие).
Все эти способы могут обеспечить не менее мощный метаболизм, чем фотосинтетический, либо даже ещё более высокий на 1-2 порядка.

[AlexAV]

От М6 и ниже. При этом красные карлики также имеют более высокую температуру в первые 100 млн. лет. Плюс у них радиусы поболее. Всё это делает отличие значительным.

Вот эволюция светимости бурых карликов и маломассивных звёзд.



Линии соответствуют массам 0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05, 0,055, 0,06, 0,065, далее от 0,07 до 0,1 с шагом 0,001, потом 0,105, 0,11, 0,115, 0,125, 0,15 масс солнца.

Для БК с массой более 50 масс юпитера отличие от КК в первые несколько сотен миллионов лет весьма незначительно.

[neandertal]

Кстати. Здесь о GJ 1214 b пишут, что её атмосфера скорее всего состоит из азота с небольшой примесью воды (99%N2 + 1% H2O). С учётом температуры это значит, что она очень сухая.

Вилами всё это на воде писано пока что, сами авторы говорят о том же:

Thus, we cannot deny the presence of such a hydrogen-rich atmosphere theoretically from the viewpoint of the internal structure and evolution.

Для БК с массой более 50 масс юпитера отличие от КК в первые несколько сотен миллионов лет весьма незначительно.

Ага, отличие примерно на порядок есть, да.

[AlexAV]

Ага, отличие примерно на порядок есть, да.

Где вы там порядок усмотрели?

Светимость БК с массой 0,05 солнечных через 70 млн. лет – 1,031*10^-3 солнечных.
У минимального КК тоже через 70 млн. лет – 2,174*10^-3.

Т.е. всего в два раза.

[neandertal]

Где вы там порядок усмотрели?

Ну если брать массивный коричневый карлик и самый минимальный КК - то да, отличие будет в пару раз. Но речь была о типичных представителях. Т.е. это массы 0,04 и 0,25 соответственно. Глупый спор.
Кстати. О приливном разогреве - http://arxiv.org/abs/0803.0026. Тут говорится, что планета GJ 876 d получает от приливного разогрева энергии столько же или больше, чем от облучения звездой. Логично предположить, что основным источником энергии для планет у коричневых карликов будет приливной разогрев. Фотосинтез будет выброшен на свалку так же, как и был выброшен 3-4 млрд. лет назад на Земле, когда запасы актиноидов были достаточны. Энергия приливов вполне может обеспечить химический потенциал для жизни у коричневых карликов с высоким метаболизмом (даже более высоким, чем у земной жизни).

[AlexAV]

Ну если брать массивный коричневый карлик и самый минимальный КК - то да, отличие будет в пару раз. Но речь была о типичных представителях.

А зачем нам средний представитель?

С одной стороны даже самые маломассивные КК (вроде LHS 3003) весьма активны. С другой даже в окрестности предела Роша БК в 0,04 массы солнца сможет поддерживать достаточный для сохранения жидкой воды уровень яркости до возраста не более 2 млрд. лет. Что сразу скажем… маловато.

Вот и надо сравнивать массивный БК и лёгкой звездой.

[Dem]

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...

На кислороде мир клином не сошёлся, есть и менее "энергичные" окислители...

правда может там поверх океана будет слой углеводородов и в нём будет всё резвится?..

Скорей придёт к единому слою углеводов Этакая "сиропная планета" Или океан из водки

Подозреваю, что не происходит. Собирая энергию антенной, мы поднимаем среднюю тепловую энергию, а не энергию одного кванта, нужного для преодоления порога реакции.

Собирая двумя антеннами - можно получить удвоение потенциала...

Логично предположить, что основным источником энергии для планет у коричневых карликов будет приливной разогрев. Фотосинтез будет выброшен на свалку так же, как и был выброшен 3-4 млрд. лет назад на Земле, когда запасы актиноидов были достаточны. Энергия приливов вполне может обеспечить химический потенциал для жизни у коричневых карликов с высоким метаболизмом

Слабо представляю себе, как клетка может эту энергию полезно использовать...
А почему бы клеткам энергию дождя не использовать тогда? при падении капли на поверхность даже немножко термоядерного синтеза получается

[neandertal]

С другой даже в окрестности предела Роша БК в 0,04 массы солнца сможет поддерживать достаточный для сохранения жидкой воды уровень яркости до возраста не более 2 млрд. лет. Что сразу скажем… маловато.

Вы не прочитали моё сообщение. О том, что роль приливного нагрева становится решающей ещё у красных карликов, было уже сказано. Для планет коричневых карликов вовсе не обязательно получать 1 квт/квм излучения чтобы сохранять жидкую воду и необходимый для жизни химический потенциал.

[AlexAV]

На кислороде мир клином не сошёлся, есть и менее "энергичные" окислители...

Это да… Очень легко можно представить экосистему, где преобладает не кислородное, а сульфатное дыхание, т.е.

Дыхание: [C] + SO₄^-2 + H₂O = CO₂ + H₂S
Фотосинтез: H₂S + H₂O + CO₂ = [C] + SO₄^-2

Кстати, такой фотосинтез идёт в ближнем ИК с блинной волны <1.1 мкм.

[neandertal]

На кислороде мир клином не сошёлся, есть и менее "энергичные" окислители...

Есть даже и более энергичные варианты - синильная кислота. Достаточно широко распространена, кстати.

Слабо представляю себе, как клетка может эту энергию полезно использовать...

Биогеохимический цикл. Железо окисляется, попадает в недра, там снова разлагается, кислород извергается, пласты металлического железа обнажаются. Вариантов "абиогенного фотосинтеза" на самом деле куча. Вода разлагается на водород и кислород, например, светом. На Титане солнечный свет образует ненасыщенные углеводороды из метана. Жизнь может извлекать энергию из реакций превращения ненасыщенных углеводородов обратно в метан. Ну и т.д.

[AlexAV]

Есть даже и более энергичные варианты - синильная кислота.

Это когда синильная кислота успела стала окислителем.

Биогеохимический цикл. Железо окисляется, попадает в недра, там снова разлагается, кислород извергается, пласты металлического железа обнажаются

Чушь какая-то. Нет никаких данных, что такой процесс вообще возможен.

Вода разлагается на водород и кислород, например, светом.

И где брать жёсткий УФ для этого, да ещё так, чтобы при этом не появлялось масса более длинноволнового излучения.

На Титане солнечный свет образует ненасыщенные углеводороды из метана.

И снова. Жёсткий УФ откуда?

[neandertal]

Это когда синильная кислота успела стала окислителем.

А я и не говорил, что это окислитель. CN - дыхание (собственно окислитель), HCN - растворитель. Я говорил о пригодности для дыхания, причём не меньшей чем у галогенов и кислорода.
Ядовитость CN/HCN вызвана тем, что она активно связывается с железом цитохромоксидазы, которое переносит кислород. При этом даже обмен с аэробного перестраивается на анаэробный. Есть мнение что это архаизм, доставшийся нам от наших дышащих цианом далёких предков.

[neandertal]

Чушь какая-то. Нет никаких данных, что такой процесс вообще возможен.

Вы бы обороты сбавили, ибо не правы немного. Нет никаких данных, что этот процесс невозможен, из чего следует, что нет оснований полагать, что это не может давать кислород для жизни.

И снова. Жёсткий УФ откуда?

1) На Титане УФ меньше раз эдак в 100, чем на Земле, но хватает. Хотя метаболизм таковой будет уныл.
2) УФ не требуется. На Титане в разложении метана участвуют также протоны солнечного ветра.

И где брать жёсткий УФ для этого, да ещё так, чтобы при этом не появлялось масса более длинноволнового излучения.

Аналогично - УФ необязателен даже.

[AlexAV]

Вы бы обороты сбавили, ибо не правы немного. Нет никаких данных, что этот процесс невозможен, из чего следует, что нет оснований полагать, что это не может давать кислород для жизни.

Извините, но такие, мягко говоря, не очевидные утверждения надо подтверждать фазовой диаграммой.

[AlexAV]

2) УФ не требуется. На Титане в разложении метана участвуют также протоны солнечного ветра.

Гм... А ссылочку не дадите?

А то плотность потока УФ даже на титане намного выше, чем потока энергии протонов, не говоря о уже о том, что выход продукта на 1эВ поглощённой энергии при радиолизе на порядки меньше чем при фотолизе.

[neandertal]

Извините, но такие, мягко говоря, не очевидные утверждения надо подтверждать фазовой диаграммой.

Ежу ясно что при температурах, которые есть в ядре землеподобной планеты (более 5000 градусов) никакие хим. соединения существовать уже не будут, а выделяющиеся легкие элементы будут постепенно всплывать в мантию. Приливной нагрев будет лишь способствовать этому процессу.

[L_Pt]

А я и не говорил, что это окислитель. CN - дыхание (собственно окислитель), HCN - растворитель. Я говорил о пригодности для дыхания, причём не меньшей чем у галогенов и кислорода.
Ядовитость CN/HCN вызвана тем, что она активно связывается с железом цитохромоксидазы, которое переносит кислород. При этом даже обмен с аэробного перестраивается на анаэробный. Есть мнение что это архаизм, доставшийся нам от наших дышащих цианом далёких предков.

Есть мнение, что это связано с тем что CN^- анион более сильный лиганд через высокое поляризующее действие, чем молекулярный кислород  O₂. И это не архаизм, а простое отравление  биокатализатора. Точно также как тяжелые металлы более сильные комплексообразователи, чем 3d металлы, и потому они вытесняют последние из белковых комплексов, из-за чего последние также перестают выполнять свои функции.

HCN относительно быстро разрушается водой.

PS

Ежу ясно что при температурах, которые есть в ядре землеподобной планеты (более 5000 градусов) никакие хим. соединения существовать уже не будут, а выделяющиеся легкие элементы будут постепенно всплывать в мантию. Приливной нагрев будет лишь способствовать этому процессу.

Ежу может и ясно. А вот химикам нет.

[neandertal]

2) УФ не требуется. На Титане в разложении метана участвуют также протоны солнечного ветра.

Гм... А ссылочку не дадите?
А то плотность потока УФ даже на титане намного выше, чем потока энергии протонов, не говоря о уже о том, что выход продукта на 1эВ поглощённой энергии при радиолизе на порядки меньше чем при фотолизе.

А это неочевидно? Тяжёлый случай...
http://www.daviddarling.info/encyclopedia/T/tholin.html