Астрономија

Месеци у гасном диву

Месеци у гасном диву


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Под претпоставком да је гасни гигант првенствено гасовит мимо наше видљивости, да ли је могуће да би месец који путује довољном брзином могао постојати у атмосфери или би крајња брзина из атмосфере спречила објекат те величине да одржи одговарајућу центрипеталну силу? На пример, Нептун има ветрове који су толико брзи да се крећу изнад брзине звука. Да ли би месец могао да постоји у таквом окружењу?


Не, ово никада не може бити стабилно током дужих временских периода.

Пре свега, повлачење из ваздуха са Месеца проузроковало би да брзо отпада и зарони у гасни гигант. Никакав ветар неће моћи да одржи месец у ваздуху. Орбитална брзина гасног гиганта у близини врхова облака биће преко 30 км / с (Погледајте орбиталну брзину Метиса, Јупитеровог најдубљег месеца). Ако је предмет велик, постојаће астрономске количине отпора. Ако је објекат мањи, тада ће бити неправилан, што ће узроковати исту количину отпора. Такође, време гасног гиганта никада није стално. У атмосфери гасног гиганта никада неће постојати круг који има константну брзину ветра. Ове флуктуације ће вероватно проузроковати деорбитацију Месеца током времена или, ако је високо у атмосфери, бити избачен из атмосфере у вакуум свемира. Ово друго је врло мало вероватно.


Астрономи идентификују 121 гасног дива који може имати усељиве месеце

Међународни тим астронома из Сједињених Држава, Аустралије и Бразила идентификовао је 121 џиновску егзопланету у настањивим зонама својих звезда, а за сваку од њих очекује да ће бити у орбити неколико земаљских (стјеновитих) мјесеци. Њихов рад је објављен у Астропхисицал Јоурнал.

Утисак уметника о потенцијално настањивом егзомуну који кружи око џиновске планете. Кредит за слику: Сци-Невс.цом.

Од лансирања НАСА-иног телескопа Кеплер 2009. године, астрономи су идентификовали преко 2.000 планета око других звезда.

Примарни циљ Кеплерове мисије је да идентификује планете које се налазе у настањивим зонама својих звезда, што значи да није ни претопла ни прехладна да би течна вода могла да постоји & # 8212 и потенцијално живот & # 8212.

Земаљске планете су главна мета у потрази за проналаском живота, јер би неке од њих могле бити геолошки и атмосферски сличне Земљи. Друго место које треба потражити су плински гиганти идентификовани током мисије Кеплер.

Иако сами нису кандидат за живот, гасовите егзопланете у настањивој зони могу имати камените месеце који би могли одржати живот.

„Тренутно је 175 познатих месеца који круже око осам планета у нашем Сунчевом систему“, рекао је коаутор др Степхен Кане, истраживач са Универзитета Јужни Квинсленд и Универзитета Калифорнија, Риверсиде.

„Док већина ових месеци кружи око Сатурна и Јупитера, који су изван Сунчеве насељиве зоне, то можда није случај у другим соларним системима. Укључивање стјеновитих егзомона у нашу потрагу за животом у свемиру увелико ће проширити мјеста која можемо тражити “.

„Уместо да тражи нове егзопланете у текућој потрази за проналажењем живота ван Земље, нова тактика је уместо тога погледала да ли су ове гигантске егзопланете имале велике стеновите месеце“, додала је водећа ауторка Мицхелле Хилл, студенткиња додипломског студија на Универзитету Јужни Квинсленд.

„Потенцијално је много више месеци него што има планета величине Земље, па ово истраживање значи да би могао бити двоструко већи број могућих усељивих светова тамо у настањивој зони.“

„То значи да планете сличне Земљи можда нису прво место на којем проналазимо знаке живота.“

Доктор Кане, Хилл и њихове колеге идентификовали су 121 џиновску планету која има орбите унутар насељивих зона њихових звезда.

Са више од три пута већа од Земљине радијуса, ови гасни дивови су ређи од земаљских планета, али очекује се да ће сваки од њих угостити неколико великих егзомона.

„Сада када смо креирали базу података о познатим гигантским планетама у настањивој зони њихове звезде, извршиће се посматрања најбољих кандидата за домаћинство потенцијалних егзомона како би се побољшала очекивана својства ексомона“, рекао је Хилл.

„Наше накнадне студије помоћи ће у информисању будућег дизајна телескопа како бисмо могли да откријемо ове егзомоне, проучимо њихова својства и потражимо знакове живота.“

Мицхелле Л. Хилл и др. 2018. Истраживање планета дивова Кеплер у настањивој зони. АпЈ 860, 67 дои: 10.3847 / 1538-4357 / аац384


Усељив месец гасног гиганта: израчунавање величина и растојања

Покушавам да створим измишљени, стабилни бинарни систем П-типа, који садржи гасног гиганта у стабилној орбити, са настањивим Земљиним месецом. „Да ли је планета величине Јупитера веродостојна у насељеној зони?“ има неке занимљиве и корисне информације о гасним дивовима у околини звезданог насељавања система, и „Може ли гасни гигант имати своју насељиву зону?“ има неке добре информације о потенцијалу гасног гиганта који има своју насељиву зону, одвојену од околасне зоне настањиве.

Унутар ограничења овог измишљеног система, имам насељиву зону која се креће између 1.976 АУ и 2.808 АУ, и следећа разматрања.

Гасном гиганту била би потребна стабилна магнетосфера. Јупитер и Сатурн могу бити корисни примери.

Месечева маса мора бити довољно велика да одржи атмосферу. У овом случају, атмосфера азота / кисеоника. Процењује се да би месецу са густином сличном Марсу требало најмање 7% Земљине масе да би подржавао такву атмосферу неколико милијарди година.

И гасни гигант и усељиви месец морају да одржавају стабилну орбиту. Симулације би сугерисале да би за одржавање стабилне орбите до гасног гиганта или смеђег патуљка који кружи око 1 АУ око звезде сличне сунцу био потребан месечев орбитални период краћи од 45–60 дана.

Месец сам мора бити способан да генерише сопствену магнетосферу како би одбио звездани ветар и природно генерисане појасеве гасних дивова.

Постоји велика вероватноћа да ће месец бити плимно закључан са својим родитељским светом. Моној Јосхи, Роберт Хаберле и њихове колеге сугеришу да би ефекат загревања плиме и осеке могао подржати услове погодне за настањивост. Поред тога, плимни ефекти могу омогућити тектонику плоча, узрокујући вулканску активност и регулацију месечеве површинске температуре. Потенцијални геодинамо ефекат који резултира омогућио би јако магнетно поље.

Равнотежа: Месец би требало да буде довољно велик да подржи тектонску активност, довољно густ да подржи јаку заштитну магнетосферу, довољно близу гасног гиганта да одржи стабилну орбиту и буде довољно удаљен да сопствена магнетосфера може боље да заштити од прскања изазваних појасеви зрачења својих матичних светова.

Предлаже се да се што је већи и гушћи копнени свет богат водом, то даље шири његова насељива зона.

Месец не мора нужно бити аналогни земљи и може се једноставно показати као настањив за људски живот.

Плински гигант не мора нужно бити у насељивој зони и може закотрљати вањске границе око звјездане насељиве зоне, или бити даље удаљен под условом да се може показати да би Мјесец у орбити могао изводљиво да подржава људски живот без технолошке помоћи. тј. Робин Црусое би се могао насукати на Месецу и преживети.

Ако земаљски месец мора имати одређену величину да би показивао тектонску активност током свог живота, као што је приказано у разлици између Земље и Венере (Венера је око 85% величине Земље), тада би месец величине Земље (или већи) бити пожељнији.

Према мом најбољем разумевању, овај рад сугерише да свет ове величине не би настао на акреционом диску гасног гиганта (али можда сам погрешно разумео), међутим, након миграције гасног гиганта, мешање у унутрашњи систем и остаци спољног система показали су у симулацијама, како би се омогућило стварање копнених светова богатих водом. Чланак бар предлаже да већа тела може да ухвати и извуче у орбиту гасни гигант.

Дакле, рецимо да је наш гасни гигант мигрирао са линије смрзавања система, негде у близини околозвездане насељиве зоне, а после, како је орбита почела да се стабилизује, нови земаљски свет је почео да се обликује. Његова орбита га је одвела довољно близу гасног гиганта да се повуче у орбиту планете и временом су се њихове међусобне орбите стабилизовале.

Како могу да схватим колики мора бити гасни гигант да би могао да ухвати овај месец и успостави стабилну орбиту?

Закључавање плима и осека може бити проблем, али такође може бити компензовано орбитом око гасног гиганта. Како могу да утврдим колико би месецу требало да кружи око гасног гиганта, да не би био плимно закључан? Ова тема има неколико занимљивих тачака.

Гасни гигант љуља спољне границе око звјездане настањиве зоне на такав начин да ухваћени мјесец пролази кроз звјездичну насељиву зону током сваке ротације. Месечева величина је довољно велика да тектонска активност, која заузврат може бити потпомогнута гравитационим силама из њеног примарног извора. Месец је такође довољно густ, са језгром од гвожђа и никла, да ствара јаку магнетосферу, која ако му додатно помаже тектонска активност. На плиме и осеке утиче гравитационо привлачење примарног, током орбите месеца. Одржавање света довољно топлим да одржава течну воду, мислим да неће представљати проблем, већ би требало да се постигне равнотежа између орбиталне удаљености између примарних и звезда система.

Осећам да ми недостаје неколико ствари. Каква су ваша размишљања о томе како могу да направим одржив, усељив месец у овом сценарију?

Првобитно сам ово питао о астрономији и предложено ми је да уместо тога питам овде у Ворлдбуилдингу.


Гасовити месеци?

Да ли постоје гасовити месеци у нашем Сунчевом систему? Ако не, зашто не? Конкретно, зашто ниједан од месеци планета гасних џинова није гасовит?

# 2 русселл23

Да ли постоје гасовити месеци у нашем Сунчевом систему? Ако не, зашто не? Конкретно, зашто ниједан од месеци планета гасних џинова није гасовит?

/ Ира

Месец на гас би морао да буде првенствено Х / Хе по маси. Према моделу Цоре Аццретион формирања планета гасних џинова, гасни гигант прво мора прикупити чврсто језгро масе 10 Земље које је тада довољно масивно да скупи масивни Х / Хе омотач.

# 3 лланитедаве

За објекте те величине потенцијално бисте могли имати планету величине Јупитера са месецом величине Нептуна. То би био импресиван призор. Ипак, постојале би неке динамичне дилеме. Да ли би били ротационо синхронизовани? Како бисте рекли? Колико пречника раздвајања би им било потребно да би њихове орбите биле плимно стабилне током животног века система?

Не би били преблизу родитељској звезди, прилично сам сигуран у то.

# 4 Ира

Постоји ли закон који би забранио стварање таквих гасовито-гасовитих система? Постоји ли неки разлог што се они нису формирали у нашем Сунчевом систему?

# 5 Кидастрономер

Постоји ли закон који би забранио стварање таквих гасовито-гасовитих система? Постоји ли неки разлог што се они нису формирали у нашем Сунчевом систему?

Једноставно није било довољно гаса у орбити око гасних дивова да би они могли да настану.

Могу да замислим месец величине Земље са дебелим гасовитим омотачем, али не и Нептун који кружи око Јупитера. Изгледали би као две сузне капи и били би слични размени гаса у џиновско-белом патуљастом систему који води до нове.

# 6 лланитедаве

# 7 русселл23

Ево чланка о формирању планета гасних џинова:

Синоћ сам цитирао стандардних 10 Земљиних маса као основну масу потребну за стварање масивне Х / Хе овојнице. Међутим, како чланак истражује, стварна маса може да се креће навише од само 3,5 масе Земље на врло великој удаљености (100 АУ).

Изазов за формирање гасовитог месеца (и планете) је тај што се језгро мора врло брзо формирати ако жели створити масивни Х / Хе омотач. Имати две такве језгре прирасле једна близу друге тако да су и планета и месец Х / доминирао је вероватно изазов.

# 8 русселл23

Још један фактор који треба узети у обзир: Галилејски месеци Јупитера настали би на протопланетарном диску који би се формирао око Јупитера. Било би веома тешко да се такав диск формира унутар протопланетарног диска око звезде са довољно масе да формира Месеце довољно велике да прирасте значајан Х / Хе.

# 9 мауги88

Мислим да би овај сценарио могао да се оствари у ситуацији хватања. Морао бих да све иде како треба, али не видим да је то немогуће. Свемир је чудно место. Било би нешто за гледати. Каква занимљива мисао.

Измењено од мауги88, 22. фебруара 2015. - 08:48.

# 10 лланитедаве

Још један фактор који треба узети у обзир: Галилејски месеци Јупитера настали би на протопланетарном диску који би се формирао око Јупитера. Било би веома тешко да се такав диск формира унутар протопланетарног диска око звезде са довољно масе да формира Месеце довољно велике да прирасте значајан Х / Хе.

# 11 морски вук

Збунио сам се са насловом. Питао сам се да ли некоме требају Тумс или тако нешто.

# 12 дислексични нам

Можда је примарни разлог тај што имамо само осам (исх) планета и постоји више замисливих могућности него што имамо расположивих тела да их напунимо.

Мислим да значај овога не може бити умањен. Наш растући каталог егзопланета показао нам је много о планетарној формацији коју једноставно није било могуће закључити из нашег претходног узорка једног сунчевог система. Снажно сумњам да ће бити и других открића егзопланете која показују нове моделе и процесе.

# 13 русселл23

Још један фактор који треба узети у обзир: Галилејски месеци Јупитера настали би на протопланетарном диску који би се формирао око Јупитера. Било би веома тешко да се такав диск формира унутар протопланетарног диска око звезде са довољно масе да формира Месеце довољно велике да прирасте значајан Х / Хе.

Занимљива идеја. Не знам да ли је могуће да се две планете масивне попут гасних дивова формирају у нестабилним орбитама које би омогућиле хватање.

# 14 мауги88

Друге ствари могу пореметити стабилне орбите. Због пространости свемира такви догађаји морају бити ретки, али би се могли догодити.

Изменио мауги88, 23. фебруара 2015. - 18:08.

# 15 лланитедаве

Још један фактор који треба узети у обзир: Галилејски месеци Јупитера настали би на протопланетарном диску који би се формирао око Јупитера. Било би веома тешко да се такав диск формира унутар протопланетарног диска око звезде са довољно масе да формира Месеце довољно велике да прирасте значајан Х / Хе.

Занимљива идеја. Не знам да ли је могуће да се две планете масивне попут гасних дивова формирају у нестабилним орбитама које би омогућиле хватање.

Оно што ми је дало идеју нису заправо толико Тхеи и Земља, већ очигледно замењивање орбита Урана и Нептуна још у то време. Ако би се могли преклопити, можда са правим спољним утицајима, слична тела би могла да ухвате.

# 16 астроМакемаке42

Мало ван теме, али како ви називате месечев месец? Претпостављам да би гасни месеци могли бити довољно велики да би имали своје месеце. Да ли бисте то назвали „секундарни месец“ или нешто другачије? Иако би то могло бити мало вероватно због плимних сила са планете, то би могло бити могуће у одређеним околностима.

# 17 Кидастрономер

Мало ван теме, али како ви називате месечев месец? Претпостављам да би гасни месеци могли бити довољно велики да би имали своје месеце. Да ли бисте то назвали „секундарни месец“ или нешто другачије? Иако би то могло бити мало вероватно због плимних сила са планете, то би могло бити могуће у одређеним околностима.
хттп: //ен.википедиа. с_оф_сателлитес

# 18 ПетерР280

Видео сам Јима Цареиа како изводи гасовити месец у једном од својих филмова.

# 19 мауги88

Још један фактор који треба узети у обзир: Галилејски месеци Јупитера настали би на протопланетарном диску који би се формирао око Јупитера. Било би веома тешко да се такав диск формира унутар протопланетарног диска око звезде са довољно масе да формира Месеце довољно велике да прирасте значајан Х / Хе.

Занимљива идеја. Не знам да ли је могуће да се две планете масивне попут гасних дивова формирају у нестабилним орбитама које би омогућиле хватање.

Оно што ми је дало идеју нису заправо толико Тхеи и Земља, већ очигледно замењивање орбита Урана и Нептуна још у то време. Ако би се могли преклапати, можда са правим спољним утицајима, слична тела би могла да ухвате.

Управо ме то навело на размишљање о томе. Иако, ако би се то икада догодило са то двоје, био бих склон да их назовем бинарним планетарним системом. Мислим коју бисте у том конкретном примеру назвали Месец? Нептун је масивнији, али Уран има већи пречник.


Садржај

Иако традиционална употреба подразумева месечеве орбите око планете, откриће сателита величине планете око смеђих патуљака замагљује разлику између планета и месеца због мале масе таквих пропалих звезда. Да би разрешила ову забуну, Међународна астрономска унија је изјавила: „Објекти чија је права маса испод граничне масе за термонуклеарну фузију деутерија, која кружи око звезда или остатака звезда, јесу планете“. [8]

Карактеристике било ког екстрасоларног сателита вероватно ће се разликовати, као и месеца Сунчевог система. За екстрасоларне џиновске планете које круже унутар своје звездане насељиве зоне постоји могућност да би земаљски сателит величине планете могао бити способан да подржи живот. [9] [10] [ потребно појашњење ]

У августу 2019. године астрономи су известили да би егзомон у егзопланетном систему ВАСП-49б могао бити вулкански активан. [11]

За месеце земаљских планета генерисаних ударом, који се налазе недалеко од њихове звезде, са великом удаљеностом планете и месеца, очекује се да ће орбиталне равни месеца имати тенденцију да буду поравнате са орбитом планете око звезде због плима и осека звезде , али ако је удаљеност планета-месец мала, може бити нагнута. За гасне дивове орбите месеца имаће тенденцију да буду усклађене са екватором џиновске планете јер су оне настале у циркупланетарним дисковима. [12]

Планете близу својих звезда на кружним орбитама ће тенденциозно падати и постајати плимно закључане. Како ротација планете успорава радијус синхроне орбите планете помера се напоље од планете. За планете које су тидно закључане за своје звезде, удаљеност од планете на којој ће се месец налазити у синхроној орбити око планете је изван Хилл сфере планете. Брдска сфера планете је регион где њена гравитација доминира гравитацијом звезде, тако да се може задржати на својим месецима. Месеци унутар синхроног радијуса орбите планете завојит ће се у планету. Према томе, ако је синхрона орбита изван Хилл-ове сфере, тада ће се сви месеци завити спирално у планету.Ако синхрона орбита није стабилна у три тела, тада ће месеци изван овог радијуса побећи из орбите пре него што стигну до синхроне орбите. [12]

Студија о миграцији изазваној плимом и осеком понудила је изводљиво објашњење за овај недостатак егзомуна. Показало је да физичка еволуција планета домаћина (тј. Унутрашња структура и величина) игра главну улогу у њиховој коначној судбини: синхроне орбите могу постати привремена стања, а месеци су склони заустављању у полуасимптотским полувећим осама или чак избацивању из система , где се могу појавити други ефекти. Заузврат, ово би имало велики утицај на откривање екстрасоларних сателита. [13]

Теоретизира се постојање ексомона око многих егзопланета. [9] Упркос великим успесима ловаца на планете са доплеровом спектроскопијом звезде домаћина, [14] овом техником се не могу наћи егзумони. То је зато што би се резултатски померени звездани спектри због присуства планете и додатних сателита понашали идентично једној тачкастој маси која се креће у орбити звезде домаћина. Као признање овоме, предложено је неколико других метода за откривање ексомона, укључујући:

Директно снимање Уреди

Директно снимање егзопланете изузетно је изазовно због велике разлике у сјају између звезде и егзопланете, као и због мале величине и зрачења планете. Ови проблеми су у већини случајева већи за егзумоне. Међутим, теоретизовано је да би плимно загрејани егзомуни могли блистати једнако јако као неке егзопланете. Плимне силе могу загрејати егзумон јер се енергија расипа диференцијалним силама на њему. Ио, плимно загрејан месец који кружи око Јупитера, има вулкане које покрећу плимне силе. Ако се плимно загрејани егзомон довољно плимно загреје и довољно је удаљен од своје звезде да се месечева светлост не би утопила, могли би је сликати будући телескопи (попут свемирског телескопа Јамес Вебб). [15]

Допплер спектроскопија планете домаћина Едит

Допплер спектроскопија је индиректна метода детекције која мери померање брзине и резултира померањем звезда у спектру повезаном са орбитирајућом планетом. [16] Ова метода је такође позната и као метода радијалне брзине. Најуспешнији је за звезде главне секвенце. Спектри егзопланета успешно су делимично пронађени у неколико случајева, укључујући ХД 189733 б и ХД 209458 б. На квалитет добијених спектара знатно више утиче бука него на звездани спектар. Као резултат, спектрална резолуција и број преузетих спектралних карактеристика је много нижи од нивоа потребног за извођење допплер спектроскопије егзопланете.

Детекција емисије радио таласа из магнетосфере планете домаћина Едит

Током своје орбите, Јоова јоносфера комуницира са Јупитеровом магнетосфером, стварајући струју трења која узрокује емисију радио таласа. Они се називају „Ио-контролисаним децаметријским емисијама“ и истраживачи верују да би проналажење сличних емисија у близини познатих егзопланета могло бити кључно за предвиђање где постоје други месеци. [17]

Мицроленсинг Едит

Цхеонгхо Хан и амп Вонионг Хан су 2002. године предложили да се микроленсирање користи за откривање ексомона. [18] Аутори су открили да ће откривање сателитских сигнала у сочивању кривих светлости бити веома тешко, јер су сигнали озбиљно замагљени озбиљним ефектом коначних извора, чак и за догађаје који су повезани са изворним звездама са малим угаоним радијусима.

Пулсар тајминг Уреди

2008. године, Левис, Сацкетт и Мардлинг [19] са Универзитета Монасх, Аустралија, предложили су коришћење пулсарског времена за откривање месеци планета пулсара. Аутори су применили своју методу на случају ПСР Б1620-26 б и открили да би могао да се открије стабилан месец који кружи око ове планете, ако би месец имао одвајање око педесетине од орбите планете око пулсара, и однос масе према планети од 5% или већи.

Ефекти времена транзита Уреди

2007. физичари А. Симон, К. Сзатмари и Ги. М. Сзабо објавио је истраживачку белешку под насловом „Одређивање величине, масе и густине„ егзомона “из фотометријских варијација времена транзита“. [20]

2009. године, астроном са седиштем у Универзитету Цоллеге Лондон, Давид Киппинг, објавио је рад [3] [21] у коме је изложио како комбиновањем вишеструких посматрања варијација у времену средњег транзита (ТТВ, узрокованих планетом која води или заостаје за системом планета-месец барицентер када је пар оријентисан приближно окомито на видну линију) са варијацијама трајања транзита (ТДВ, узроковано кретањем планете дуж правца транзита у односу на барицентер система планета-месец када осовина месец-планета лежи приближно дуж видне линије) производи се јединствени ексомоонски потпис. Даље, рад је показао како се и маса егзомона и његова орбитална удаљеност од планете могу одредити помоћу два ефекта.

У каснијој студији, Киппинг је закључио да би егзомуни насељених зона могли да открију Свемирски телескоп Кеплер [22] користећи ефекте ТТВ и ТДВ.

Метода транзита Уреди

Када егзопланета прође испред звезде домаћина, може се приметити мали пад у светлости примљеној од звезде. Транзитни метод је тренутно најуспешнији и најактивнији метод за откривање егзопланета. Овај ефекат, познат и као окултација, пропорционалан је квадрату радијуса планете. Ако су планета и месец прошли испред звезде домаћина, оба објекта би требало да падну у посматрану светлост. [23] Помрачење планете-месеца такође може да се догоди [24] током транзита, али такви догађаји имају суштински малу вероватноћу.

Ефекти узорковања орбите Уреди

Ако се стаклена боца држи светлости, лакше се види кроз средину чаше него поред ивица. Слично томе, низ узорака месечевог положаја биће скупљенији на ивицама месечеве орбите планете него у средини. Ако месец кружи око планете која пролази кроз своју звезду, онда ће и месец проћи кроз звезду, а то накупљање на ивицама може се уочити у кривинама транзитног светла ако се изврши довољан број мерења. Што је звезда већа то је већи број мерења потребан за стварање видљивог гомилања. Подаци свемирске летелице Кеплер могу садржати довољно података за откривање месеци око црвених патуљака помоћу ефеката узорковања орбите, али неће имати довољно података за звезде сличне Сунцу. [25] [26]

Претпоставља се да би прстенасти пратилац звезде В1400 Центаури могао имати месец. [27] Потврђена екстрасоларна планета ВАСП-12б такође може да поседује месец. [28]

У децембру 2013. године најављен је кандидат за егзумон слободно плутајуће планете МОА-2011-БЛГ-262, али због дегенерација у моделирању догађаја микролезирања, запажања се могу објаснити и као планета масе Нептуна која кружи око црвени патуљак мале масе, сценарио који аутори сматрају вероватнијим. [29] [30] [31] Овај кандидат је такође објављен у вестима неколико месеци касније, априла 2014.

У октобру 2018. истраживачи који користе свемирски телескоп Хуббле објавили су запажања кандидата за ексомоон Кеплер-1625б И, који сугеришу да је планета домаћин вероватно неколико Јупитерових маса, док егзомон може имати масу и полупречник сличан Нептуну. Студија је закључила да је хипотеза о ексомоону најједноставније и најбоље објашњење доступних запажања, мада је упозорила да је тешко одредити тачну вероватноћу њеном постојању и природи. [32] [33] Међутим, поновном анализом података објављених у априлу 2019. закључено је да подаци боље одговарају моделу само на планети. Према овој студији, неслагање је артефакт смањења података, а Кеплер-1625б И вероватно не постоји. [34]

Чланак Цхриса Фока и Паула Виегерта испитивао је Кеплеров скуп података како би утврдио индикације ексомона само због варијација времена транзита. Пронађено је осам сигнала кандидата који су били у складу са егзомуном, међутим сигнали би се такође могли објаснити присуством друге планете. Фок & амп Виегерт је закључио да је више података и да ће бити потребни квалитетнији подаци о времену транзита да би се утврдило да ли су ово заиста месеци или не. [35] Међутим, у августу 2020. године Давид Киппинг је поново извео временске оквире за шест од осам циљева (на основу верзије пре рецензије) и оценио доказе о ТТВ-у као неубедљиве. Иста студија открива да Кеплер-1625б И остаје кандидат за егзумон. [36]

Измена листе

Као део Кеплер мисија, пројекат „Лов на егзумоне са Кеплером“ (ХЕК) намењен је откривању ексомона. [53] [54]

Усељивост егзомона разматрана је у најмање две студије објављене у часописима са рецензијом. Рене Хеллер и амп Рори Барнес [55] разматрали су звездно и планетарно осветљење на месецима као и ефекат помрачења на њихово просечно осветљење по орбити. Такође су сматрали да је загревање плиме и осеке опасно за њихову усељивост. У секти. 4 у свом раду уводе нови концепт за дефинисање насељивих орбита месеца. Позивајући се на концепт околозвездане насељиве зоне за планете, они дефинишу унутрашњу границу за месец да буде настањив око одређене планете и називају га циркумпланетарном "обитавајућом ивицом". Месеци ближи њиховој планети од усељиве ивице су ненасељиви. У другој студији, Рене Хеллер [56] је затим укључио ефекат помрачења у овај концепт, као и ограничења стабилности орбите сателита. Открио је да, у зависности од месечеве орбиталне ексцентричности, постоји минимална маса за звезде да угосте настањиве месеце на око 0,2 Сунчеве масе.

Узимајући за пример мању Европу, са мање од 1% масе Земље, Лехмер и сар. установљено да ако заврши у близини Земљине орбите, могло би да се одржи у својој атмосфери само неколико милиона година. Међутим, за све веће месеце величине Ганимеда који се упадну у усељиву зону његовог Сунчевог система, атмосфера и површинске воде могле би се задржати прилично неограничено. Модели за формирање месеца сугеришу да је формирање још масивнијих месеца него што је Ганимед уобичајено око многих суперјовијских егзопланета. [57]

Ексопланете величине Земље у настањивој зони око М-патуљака често су плимно закључане за звезду домаћина. То има за последицу да се једна хемисфера увек суочава са звездом, док друга остаје у мраку. Ексомоон у систему М-патуљака не суочава се са овим изазовом, јер је плимно закључан за планету и добио би светлост за обе хемисфере. Мартинез-Родригуез и сар. проучавао могућност егзомуна око планета које круже око М-патуљака у насељеној зони. Иако су пронашли 33 егзопланете из ранијих студија које леже у настањивој зони, само су четири могле да угосте егзомоне масе Месеца до Титана за временске оквире дуже од 0,8 Гир (ЦД – 23 1056 б, Росс 1003 б, ИЛ Акуарии б и ц). За овај опсег масе, егзомуни вероватно нису могли да задрже своју атмосферу. Истраживачи су повећали масу за егзумоне и открили да егзумони са масом Марса око ИЛ Акварија б и ц могу бити стабилни на временским скалама изнад Хуббле-овог времена. Мисија ЦХЕОПС могла је да открије ексомоне око најсјајнијих М-патуљака или да ЕСПРЕССО открије Росситер-МцЛаугхлин-ов ефекат изазван егзумонима. Обе методе захтевају транзитну егзопланету, што није случај за ова четири кандидата. [58]

Попут егзопланете, егзомон се потенцијално може плимно закључати на свој примарни. Међутим, с обзиром на то да је примарни елемент ексомона егзопланета, он би наставио да се окреће у односу на своју звезду након што се плимно закључа, и самим тим би и даље доживљавао дневни / ноћни циклус на неодређено време.


Ванземаљски месеци могли би да пеку суво од врућег сјаја младих гасних дивова

Када размишљамо о томе где још може да постоји живот у свемиру, склони смо да се фокусирамо на планете. Али на све већим космичким размерама, месеци би могли да докажу да су уобичајеније животно боравиште.

Једна гасовита џиновска планета у не превише топлој, не превише хладној насељивој зони око своје звезде - где Земља и Марс одговарајуће бораве - могла би угостити неколико месеца који могу да се живе. У овом раном тренутку у нашем лову на егзопланете, већина светова које смо пронашли у настањивој зони су дивови, а не Земље. Могуће је да ће прво насељено место које откријемо изван нашег Сунчевог система бити месец.

Управо таква разматрања инспиришу Рен & еацуте Хеллера, постдокторанда из астрономије на Универзитету МцМастер, у држави Онтарио, Канада. Проучава како би могли да се формирају „егзомуни“, какви би могли бити и како бисмо их могли открити тренутним или будућим астрономским инструментима. Велики део његовог рада бави се оцењивањем настањивости егзомесеца, што је мало замршеније од планета, јер месеци круже око другог тела осим своје звезде. [Најчудније ванземаљске планете икад (Галерија)]

Нови чланак Хеллера и његовог колеге Рори Барнес-а са Универзитета у Васхингтону и НАСА-ине виртуелне планетарне лабораторије испитује како топлота која произлази из свеже формиране егзопланете, заједно са зрачењем звезде Сунчевог система, може да испече месечеве планете. Пре него што се планета довољно охлади, њени блиски орбити могли би изгубити сву воду, остављајући их сувим и бесплодним.

„Становност егзомона је ограничена локацијом у звезданој насељивој зони, али такође има и други извор топлоте - своју планету домаћина - који мора бити узет у обзир“, рекао је Хеллер, чији је рад прихваћен за објављивање у часопису Тхе Међународни часопис за астробиологију. "Што се тиче овог другог извора, наша студија показује да из непосредне близине осветљење младих и врућих џиновских планета може учинити њихове месеце ненастањивим."

Истраживачи верују да би и месеци могли служити као прикладно пребивалиште за живот једнако добро као и планете. Чак и месеци далеко изван насељиве зоне, попут Јупитерове Европе и Сатурновог Титана, нуде примамљиве наговештаје потенцијалне настањивости захваљујући подземном океану у првом и интригантној органској хемији у другом. Ипак, месец око егзопланете у насељеној зони представља много бољу опкладу за живот од ових фригидних кандидата.

Хелерови налази сугеришу да бисмо, међутим, требало да будемо опрезни пре него што објавимо да је егзомоон величине насељиве зоне величине Земље стварна Пандора - бујни месец славе научне фантастике у „Аватару“. Пре него што претпоставимо да је егзумун усељив на основу локализације планете домаћина, мораће се проценити месечева тренутна и претпостављена прошла орбитална растојања.

"Ексомони величине Земље које би ускоро могли да открију наши телескопи могли би да се исуше убрзо након формирања и да и данас буду суви", рекао је Хеллер. "При процени месечеве настањивости, пресудно је узети у обзир његову историју заједно са историјом планете домаћина."

Генерално се сматра да месеци настају слично као што планете рађају комадно, тј. У диску од остатака материјала који окружује звезду након њеног рођења, планете се агрегирају док се делови сударају и стапају заједно у све већа и већа тела. Како њихова маса и гравитација расту у тандему, планете у развоју на сличан начин привлаче сопствене мини-дискове са гасом и прашином. Отпади на овом секундарном диску се онда спајају у месеце. (Важно, наш Месец стоји као изузетак, вероватно створен џиновским ударом на ур-Земљу другим значајним протопланетарним делом.)

Све ово рушење ствара пуно топлоте. Новорођена планетарна и лунарна тела би зато требало да буду прилично здравица. Ипак, стеновити светови могли би да задрже резервоар за воду или да га се рано (или касније) обнављају ударцима ледених комета. [9 егзопланета које би могле да угосте ванземаљски живот]

Тамо где месец поставља продавницу око своје планете, утиче на шансе да виси на било којој почетној води и омогући прилику животу без ослањања на богатство будуће воде с комета. Према формацијским моделима, сателити значајне величине требало би да формирају између око пет и 30 планетарних радијуса, или ширина пола планете, од своје планете домаћина. Јупитерова четири највећа месеца, названа галилејским месецима, одговарају овом профилу: Ио кружи на 6,1 Јупитеров радијус Европа, 9,7 Ганимед, 15,5 и Калисто шкрипи на 27 Јупитерових радијуса. Највећи Сатурнов месец, Титан, ствара свој дом на удаљености од 21,3 полупречника Сатурна.

Проналажење „усељиве ивице“

У свом новом раду, као и у неколико ранијих радова, Хеллер и Барнес су покушали да открију колико је близу преблизу да би егзомон одржавао течну воду на својој површини. Ову унутрашњу орбиталну границу називају „настањивом ивицом“. Месеци у њему примају вишак топлотне енергије из два кључна извора: прво, савијање Месеца, звано плимно загревање, узроковано гравитационим интеракцијама са својим планетарним домаћином, и друго, од додатног осветљења са планете.

Повећање температуре у воденом свету може покренути оно што је познато као одбегли ефекат стаклене баште. Вода испарава због топлоте. Настала водена пара посебно је добра у задржавању топлоте. У петљи позитивне повратне спреге, ова заробљена топлота може довести до испаравања воде бржом брзином од хлађења, а кондензација је може вратити у течни облик. Временом целокупно снабдевање водом на свету може завршити као топли гас. Овај гас се сунчевом светлошћу раставља на саставни део кисеоника и водоника. Овај последњи, најлакши елемент, може побећи у свемир и свет постаје сух.

Орбите, међутим, нису фиксне ствари. Где месец данас орбитира, можда није тамо где је у почетку формиран и постојао много милиона година. Управо поменуте плимне силе обично раде на полаганом избацивању месеца на ширу орбиту током времена. Према томе, посматрано место месеца данас мора да се прихвати са резервом - иако се сада чини „сигурним“, прошлост их је могла оставити пресахлих.

„Месеци који су данас изван усељиве ивице, а тиме и наизглед усељиви, можда су некада били унутар усељиве ивице и постали суви и ненасељиви“, рекао је Хеллер.

Изградња модела

Имајући у виду ова разматрања, Хеллер и Барнес су кренули у стварање модела потенцијално настањивог дуета месеца и гаса. Узорци месеца у својој студији намерно нису налик било чему што имамо у Сунчевом систему. Да би могао да буде широко насељив, без обзира на обитавајуће ивице, месец мора да поседује одређену минималну масу, исту као потенцијално настањива планета. Свет за живот мора бити довољно масиван да гравитационо задржи атмосферу и генерише заштитно магнетно поље од растопљеног, ротирајућег гвозденог језгра. [Месец: 10 изненађујућих чињеница]

Сматра се да је та гранична тачка усељивости масе најмање она од Марса или 10 процената Земљине масе. Поређења ради, највећи месец у нашем Сунчевом систему, Ганимед, је сиромашна четрдесетина Земљине масе. Упркос томе, разне студије су показале да би планете гасних џинова много веће од Јупитера требале да изнедре релативно велике сателите.

Истраживачи су у складу с тим отишли ​​са "чудовишним" Јупитером, Јовијевом планетом 13 пута већом од Јупитерове масе, као свој модел планете домаћина.Научници мисле да би 13-масени Јупитер био масиван онолико колико планета може добити, пре него што уђе на територију смеђег патуљка или територија „пропале звезде“, планета би одавала превише топлоте да би већина ексомона икад имала молитву бити усељив.

Што се тиче хипотетичких пробних месеци у студији, Хеллер и Барнес су ишли са два: земаљским близанцем, исте каменитости и масе и "супер-Ганимедом", леденим телом са четвртином Земљине масе.

Хеллер и Барнес су потом поставили ове двојце планете и месеца у свој модел на две различите орбиталне удаљености од звезде сличне сунцу. Прва локација приближна Земљиној, удаљеној око 93 милиона миља, с обзиром на топлији крај насељиве зоне попут сунчеве звезде. Друго место било је удаљено 1,7 пута, нешто више од путање Марса, овде узете као спољна граница настањиве зоне.

Модел се такође позабавио питањем плимног загревања. Месеци (и планете) могу имати орбите овалног облика које их периодично замахују ближе свом домаћину. Што је „ексцентричнија“ или овалнијег облика, таква орбита у њихању орбите близу своје планете доприноси већем степену плимног загревања. За овај део модела истраживачи су се определили за четири различите орбиталне ексцентричности како би дали добар распон резултата.

Коначно нумеричко разматрање је била старост система планета-месец. Млађе џиновске планете емитују више топлоте од старијих, охлађених верзија себе. Дакле, изабрана су три доба: 100 милиона, 500 милиона и милијарда година, при чему је последње представљало прилично развијен систем.

Сада, са свим овим параметрима, Хеллер и Барнес су укључили критичну променљиву орбиталну удаљеност хипотетичких месеци од планета домаћина.

Живот или смрт?

За оба месечева стила, попут Земље и супер-Ганимеда, орбитална удаљеност од 10 Јупитерових радијуса или мање била би лоша вест за живот. Утицај стакленог бега започео би само на основу осветљења планете домаћина током око 200 милиона година - прилично пристојан распон геолошког времена, и сигурно довољно дуго да месец потпуно исуши. Додајте сунчеве зраке и интервал испаравања водом на месецу сличном Земљи траје 500 милиона година. За супер-Ганимеда то је 600 милиона.

Повећајте хипотетичку удаљеност месеца од свог домаћина на пространијих 15 Јупитерових радијуса и слика се и даље не побољшава много више од 200 милиона година, или још увек траје месечно кување. На 20 Јупитерових радијуса, Земаљски месец поштеђен је одбеглог ефекта стаклене баште, али супер-Ганимед још увек трпи неконтролисано грејање у сличном распону од неколико стотина милиона година.

„Термичко зрачење са планете домаћина супер Јупитера очигледно може имати велики утицај на настањивост његових месеци“, рекао је Хеллер. "У зависности од масе планете и историје њеног сјаја, сваки данас откривени егзумон морао би имати довољно широку орбиту да би избегао исушивање у далекој прошлости."

Налази су донекле конзервативни, јер би други извори топлоте могли да утичу на то да врше вагу. Примери укључују латентну топлоту унутар младог месеца која произлази из сила трења и притиска током његовог формирања. Осим тога, живот ће можда бити тешко покренути чак и пре него што температура порасте довољно да покрене одбегли ефекат стаклене баште - тло би једноставно могло бити превруће.

Међутим, за сушни месец његове шансе за рађање живота можда неће бити заувек изгубљене. Због гравитационих поремећаја могао би да мигрира изван усељиве ивице. Једном тамо, из зоне смрти, ледене комете које га бацају, могле би да испоруче огромне залихе воде након попуштања ефекта стаклене баште. Сматра се да је бомбардирање кометом потопило Земљу неколико милиона година након што се њена растопљена спољашњост охладила на тврду кору, што је створило океане који дозвољавају живот наше планете.

Дакле, укупна порука најновије Хеллерове студије је да се прошлост егзомона сличних Земљи не може занемарити. Када се ти светови идентификују, биће потребно извршити орбиталне симулације на њима како би покушали сакупити њихове историје. Модели орбиталне еволуције биће сложени, узимајући у обзир плимне ефекте између планете и Месеца, као и гравитационе поремећаје између Месеца, других месеца, планете и звезде. Заједно са моделима планетарног формирања и хлађења, астробиолози могу да се надају бољој процени тренутне настањивости егзомуна.

Рекао је Хеллер: „Важно је да се потрудимо да дубоко завиримо у прошлост егзомуна како бисмо боље разумели да ли он може подржати ванземаљски живот.“

Ову причу је објавио часопис Астробиологи, веб публикација заснована на интернету коју спонзорише НАСА-ин астробиолошки програм.


Садржај

Услови настањивости за природне сателите слични су условима настањивости на планети. Међутим, постоји неколико фактора који разликују природну сателитску насељеност и додатно проширују своју насељеност изван планетарне насељиве зоне. [15]

Течна вода Едит

Већина астробиолога сматра да је течна вода основни предуслов за ванземаљски живот. Све је више доказа о подземној течној води на неколико месеци у Сунчевом систему који кружи око гасних гиганата Јупитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Међутим, ниједно од ових подземних водних тијела до данас није потврђено.

Орбитална стабилност Уреди

За стабилну орбиту однос између Месечевог орбиталног периода П.с око свог примарног и оног примарног око своје звезде П.стр мора бити <лт 9, нпр. ако планети треба 90 дана да кружи око своје звезде, максимална стабилна орбита за месец те планете је мања од 10 дана. [16] [17] Симулације сугеришу да ће месец са орбиталним периодом краћим од око 45 до 60 дана остати сигурно везан за масивну џиновску планету или смеђи патуљак који кружи око 1 АУ око звезде сличне Сунцу. [18]

Атмоспхере Едит

Астробиолози атмосферу сматрају важном у развоју пребиотичке хемије, одржавању живота и постојању површинских вода. Већини природних сателита у Сунчевом систему недостаје значајна атмосфера, једини изузетак је Сатурнов мјесец Титан. [19]

Распршивање, поступак којим се атоми избацују из чврстог циљаног материјала услед бомбардирања циља енергетским честицама, представља значајан проблем за природне сателите. Сви гасни гиганти у Сунчевом систему, а вероватно и они који круже око других звезда, имају магнетосфере са радијацијским појасевима довољно снажне да за само неколико стотина милиона година потпуно нагрижу атмосферу Земље сличног месеца. Снажни звездани ветрови такође могу одузети атоме гаса са врха атмосфере узрокујући њихово губљење у свемиру.

Процењује се да би месецу са густином сличном Марсу требало најмање 7% Земљине масе да подржи атмосферу сличну Земљи током око 4,6 милијарди година (тренутно Земљино доба). [20] Један од начина да се смањи губитак од прскања је да Месец има сопствено јако магнетно поље које може одбити звездани ветар и појасеве зрачења. Мерења НАСА-иног Галилеја сугеришу да велики месеци могу имати магнетна поља за која је утврдио да Ганимед има своју магнетосферу, иако је његова маса само 2,5% Земљине. [18] Алтернативно, Месечева атмосфера може се непрестано допуњавати гасовима из подземних извора, како неки научници сматрају да је случај са Титаном. [21]

Плимни ефекти Едит

Иако су ефекти плимног убрзања релативно скромни на планете, то може бити значајан извор енергије за природне сателите и алтернативни извор енергије за одржавање живота.

Месеци који круже око гасних дивова или смеђих патуљака вероватно ће бити плимно везани за своје примарно: то јест, дани су им дужи колико и њихове орбите. Иако закључавање плиме и осеке може негативно утицати на планете унутар насељивих зона ометајући расподелу звезданих зрачења, оно може деловати у корист сателитске настањивости омогућавањем загревања плиме и осеке. Научници из НАСА-иног истраживачког центра Амес моделирали су температуру на егзопланетама закључаним за плиму и осеку у зони усељивости црвених патуљастих звезда. Открили су да атмосфера са угљен-диоксидом (ЦО
2 ) притисак од само 1–1,5 стандардне атмосфере (15–22 пси) не само да дозвољава настањиве температуре, већ омогућава течну воду на тамној страни сателита. Распон температуре месеца који је плимно закључан за плински гигант могао би бити мање екстреман него за планету закључану за звезду. Иако на овом месту нису рађене студије, умерене количине ЦО
2 претпоставља се да ће температура бити усељива. [18]

Ефекти плиме и осеке такође могу омогућити месецу да одржи тектонику плоча, што би проузроковало вулканску активност да регулише месечеву температуру [22] [23] и створило геодинамо ефекат који би сателиту дао снажно магнетно поље. [24]

Осовински нагиб и клима Уреди

Под условом да се гравитациона интеракција Месеца са другим сателитима може занемарити, месеци су обично плимно закључани са својим планетама. Поред горе поменутог ротационог закључавања, постојаће и процес назван „нагибна ерозија“, који је првобитно створен за плимну ерозију планетарне косости у односу на орбиту планете око звезде домаћина. [25] Коначно спинно стање месеца се састоји од периода ротације једнаког његовом орбиталном периоду око планете и ротационе осе која је окомита на орбиталну раван.

Ако месечева маса није прениска у поређењу са планетом, то заузврат може стабилизовати осовински нагиб планете, тј. Њену косост према орбити око звезде. На Земљи је Месец играо важну улогу у стабилизацији аксијалног нагиба Земље, смањујући тако утицај гравитационих поремећаја са других планета и осигуравајући само умерене климатске варијације широм планете. [26] Међутим, на Марсу, планети без значајних ефеката плиме и осеке од својих релативно ниских маса месеци Фобоса и Деимоса, аксијални нагиб може претрпети екстремне промене од 13 ° до 40 ° у временским размерама од 5 до 10 милиона година. [27] [28]

Ако се плимно закључате на џиновску планету или подмеђи патуљак, омогућило би се умереније климе на месецу него што би било да је месец слично величине планете која кружи у закључаној ротацији у настањивој зони звезде. [29] Ово се посебно односи на системе црвених патуљака, где сразмерно велике гравитационе силе и мала осветљеност напуштају настањиву зону у подручју где би се могло догодити плимно закључавање. Ако се плимно закључа, једна ротација око осе може потрајати дуго у односу на планету (на пример, игноришући благи осовински нагиб Земљиног месеца и топографско сенчење, било која дата тачка на њој има две недеље - у земаљском времену - сунчеве светлости и две недеље ноћи у месечевом дану), али ови дуги периоди светлости и таме нису толико изазовни за настањивост као вечни дани и вечите ноћи на планети која је плимно закључана за своју звезду.

Следи списак природних сателита и окружења у Сунчевом систему са могућношћу хостинга усељивих окружења:

Име Систем Члан Напомене
Еуропа Јупитер Колонизација Европе Мислили су да имају подземни океан који се одржава геолошком активношћу, плимним загревањем и зрачењем. [30] [31] Месец може имати више воде и кисеоника него Земља и егзосфера кисеоника. [32]
Енцеладус Сатурн Енцеладус - потенцијална усељивост Мислило се да има подземни течни водени океан услед загревања плиме [33] или геотермалне активности. [34] Слободни молекуларни водоник (Х2), који открива још један потенцијални извор енергије за живот. [35]
Титан Сатурн Колонизација Титана Његова атмосфера се сматра сличном атмосфери ране Земље, мада нешто гушћа. Површину карактеришу угљоводонична језера, криовулкани и метанска киша и снег. Попут Земље, Титан је заштићен од сунчевог ветра помоћу магнетосфере, у овом случају његове матичне планете већим делом своје орбите, али интеракција са месечевом атмосфером остаје довољна да олакша стварање сложених органских молекула. Има далеку могућност егзотичне биохемије засноване на метану. [36]
Цаллисто Јупитер Калисто - потенцијална усељивост Мислио је да има подземни океан загрејан плимним силама. [37] [38]
Ганимед Јупитер Ганимед - Подземни океани Мислило се да има магнетно поље, са ледом и подземним океанима сложеним у неколико слојева, са сланом водом као другим слојем на врху стеновитог гвозденог језгра. [39] [40]
Ио Јупитер Због близине Јупитера, подложан је интензивном плимном загревању што га чини вулкански најактивнијим објектом у Сунчевом систему. Отпадање ствара атмосферу у траговима. [41]
Тритон Нептун Његова велика орбитална нагибност у односу на Нептунов екватор покреће значајно загревање плиме и осеке, [42] што сугерише слој течне воде или подземни океан. [43]
Дионе Сатурн Подаци прикупљени 2016. године указују на унутрашњи водени океан испод коре од 100 километара који је можда погодан за живот микроба. [ потребан навод ]
Цхарон Плутон Могући унутрашњи океан воде и амонијака, заснован на сумњи на криовулканску активност. [44]

Откривено је укупно 9 екомоон кандидата, али ниједан није потврђен.

С обзиром на општи однос масе планета-сателит (и) од 10.000, верује се да су плинске планете величине Сатурна или Јупитера у настањивој зони најбољи кандидати за укрцавање на Земљине месеце са више од 120 таквих планета до 2018. [ 14] Масивне егзопланете за које се зна да се налазе у насељеној зони (попут Глиесе 876 б, 55 Цанцри ф, Упсилон Андромедае д, 47 Урсае Мајорис б, ХД 28185 б и ХД 37124 ц) су од посебног интереса, јер потенцијално могу да поседују природне сателити са течном водом на површини.

Насељеност екстрасоларних месеци зависиће од звездане и планетарне осветљености на месецима, као и од ефекта помрачења на њихово просечно осветљење по орбити. [45] Поред тога, плимно грејање може играти улогу месечеве настањивости. 2012. научници су увели концепт за дефинисање насељивих орбита месеца [45], они дефинишу унутрашњу границу усељивог месеца око одређене планете и називају је циркумпланетарном „усељивом ивицом“. Месеци ближи њиховој планети од усељиве ивице су ненасељиви. Када се ефекти помрачења, као и ограничења из орбиталне стабилности сателита користе за моделирање одбегле границе стакленика хипотетичких месеци, процењује се да - у зависности од месечеве орбиталне ексцентричности - постоји минимална маса око 0,20 соларних маса за звезде домаћин усељивих месеца унутар звездане насељиве зоне. [17] Магнетно окружење егзомуна, које критички покреће унутрашње магнетно поље планете домаћина, идентификовано је као још један фактор настањивости егзомона. [46] Најзначајније је утврђено да месеци на растојањима између око 5 и 20 планетарних радијуса од џиновске планете могу бити настањиви са становишта осветљења и плиме и осеке, [46] али ипак би планетарна магнетосфера критично утицала на њихову усељивост . [46]

Природни сателити који су домаћини живота уобичајени су у научној фантастици. Примери у филму укључују: Земљин месец у Путовање на Месец (1903) Јавин 4 из Ратови звезда (1977) Ендор у Повратак Једија (1983) ЛВ-426 год Алиен (1979) и Ванземаљци (1986) Пандора у Аватар (2009) [47] ЛВ-223 ин Прометеј (2012) Европа у Извештај Европе (2013) и Ватцхмен (ТВ серија) (2019) и, К23 у Тхе Миднигхт Ски (2020).

У видео игри Кербал Спаце Програм постоји усељиви сателит који се зове Лаитхе. Такође се појавио у најави Кербал Спаце Програм 2.


Формирање галилејских месеца

1610. објавио је италијански полимат Галилео Галилеи Сидереус Нунциус (Сидереал Мессенгер), у оквиру којег је посматрао четири звезде које се машу напред-назад око Јупитера. Импликације овог дубоког запажања & # 8211 у директној супротности са теолошки исправним гледиштем у то време & # 8211 увеле су нову еру астрономије. Ове четири звезде су, наравно, четири Јупитерова месеца: Ио, Европа, Ганимед и Калисто и заједнички су названи у част Галилеја. Сви ови месеци, осим Калиста, чине ланац орбиталних резонанци. Ио, на пример, завршава две орбите за сваку поједину орбиту Европе (однос 2: 1) и четири орбите за сваку поједину орбиту Ганимеда (4: 1). Орбиталне резонанце са једноставним целобројним односима називају се и резонанцијама средњег кретања (ММР). Галилејски месеци заједно представљају бројне изазове за студије о формирању планетарних сателита. Аутори данашњег рада користе симулације Н-тела за проучавање сценарија формирања галилејских месеца како би показали да се орбитални резонантни ланци лако производе. Отуда они предлажу да је систем био исконски резонантни ланац, сличан егзопланетама ТРАППИСТ-1.

Гром и муња

Општи механизам за стварање месеци око гасног гиганта врло је сличан механизму стварања планета око звезде. Док се планете формирају у гасовитом протопланетарном диску (такође познатом као окозвездани диск или ЦСД), месеци се формирају у гасовитом циркупланетарном диску (ЦПД). ЦПД се напаја падом са ЦСД-а, а такође је подложан плимном загревању и са матичне планете и са матичне звезде. Ови процеси су важни када је у питању одређивање коначног састава (на пример стјеновитог или залеђеног садржаја) мјесеца који се евентуално формирају. У почетку ЦПД садржи мале сателитске мале (или прото-месеце), који расту помоћу два механизма, нагомилавања и судара каменчића. Како се прото-месец креће кроз ЦПД, он доживљава аеродинамички отпор са гасом у диску. Ово повлачење омета кретање зрна прашине, због чега се нека гравитационим привлачењем слегну на прото-месец. Временом се ово повећава маса прото-месеца (отуда и израз прирасли каменчић). До судара долази и унутар ЦПД-а, иако су аутори изричито осигурали да су почетни прото-месеци удаљени довољно далеко да се не би одмах уништили.

У Месеце!

Симулација је дизајнирана да репродукује што ближи аналог галилејским месецима. Слика 1 приказује почетну еволуцију једне од симулација, почев од четири прото-месеца. Ова симулација види како се најунутарњи пар судара, што резултира коначним системом са само 3 сателита. Занимљиво је да је у преко 40 симулација почевши са 4 сателита, све симулације укључивале најмање један судар, остављајући само 3 преживјела мјесеца. Стога је потребно више од 4 почетна сателита.

Слика 1: Графикони полу-главне осе (леви панел) и масе (десни панел) за сваки од четири прото-месеца у симулацији у функцији времена. Обратите пажњу на колизију између најунутарњег пара око 1,2 мир. Плава линија испрекидана цртицама показује знак снежна линија & # 8211 регион на диску иза којег се вода кондензује као лед. (Прилагођено са слике 2 у раду)

На слици 2 приказане су четири најбоље симулације, при чему је систем у црвеној боји (приказан стрелицом) изабран као пожељна симулација. У сва три случаја симулирани месеци су закључани у резонантном ланцу 8: 4: 2: 1 (црна тачкаста линија). Калисто је јасан одступач у овом погледу. Још један одступак су Ганимедови аналоги (трећи по унутрашњости месец), који имају много ниже масе.

Слика 2: Резултирајуће конфигурације система од четири најбоље симулације, са коначном масом у функцији растојања. Црна линија приказује стварни Галилејев систем, вертикалне испрекидане линије приказују локације ММР-ова 2: 1, а ружичасте испрекидане линије приказују ограничења масе симулације. Зелена симулација укључује додатни коорбитални сателит. (Прилагођено са слике 6 у раду)

Доба Водолије

Једно је симулирање орбита галилејског месечевог система, а друго тачно пресликавање њиховог састава. За галилејске месеце, што је Месец удаљенији, то садржи више воденог леда. Ио, вулкански активан, има врло мало садржаја воде. Ово је у потпуној супротности са Калистом, месецом који има до 55% своје масе као водени лед. На слици 3 приказани су симулирани аналоги месечевог галилеја из три најбоље симулације, али ово је приказано у складу са њиховом орбиталном конфигурацијом и релативном величином, обојено према садржају воденог леда. Иако у све три симулације најдубљи месец има најмање воденог леда, укупан садржај је и даље значајно прецењен. Само два најудаљенија месеца имају сличан садржај воденог леда као Ганимед и Калисто. Аутори сугеришу да вода може побећи из унутрашњих месеци хидродинамичким бекством, међутим ови ефекти се не узимају у обзир у симулацији.

Слика 3: Орбиталне конфигурације три најбоља аналога у поређењу са Галилејевим системом. Величина и нијанса боје означавају радијус, односно фракцију воде и леда. (Слика 10 у раду).

Исконска хармонија

Ове симулације показују да се орбиталне резонанције, посебно ММР 2: 1, лако производе у симулацијама галилејских аналога, па су галилејски месеци за почетак били резонантни. Аутори су приметили да је у свакој симулацији крајњи месец остао закључан у орбиталној резонанци. Они сугеришу да је Калисто, једини галилејски месец који није у ММР 2: 1, можда првобитно био у орбиталној резонанци и од тада је мигрирао према ван због плимних интеракција, али сугеришу да су потребне будуће симулације које истражују расипање плиме и осеке на планети-сателиту. знати сигурно. Слично томе, нејасно је да ли је низак садржај воде у Ио-у и Европи последица хидродинамичког бекства или постоје други механизми на делу који тек треба да се узму у обзир у симулацијама. Будуће свемирске мисије, као што су Еуропа Цлиппер и Јупитер Ици Моонс Екплорер, вероватно ће осветлити ове механизме и на крају пружити строжа ограничења за симулације Галилејског система.

Уредила: Абигаил Вагонер
Кредит за истакнуту слику: СпацеЕнгине

Аутор жели да ода признање народима Ваџука из народа Ноонгар, традиционалним чуварима земље на којој је ово писмо написано, и одаје почаст старешинама прошлости и садашњости.


Слободни путник

Овај чланак је првобитно објављен на веб страници пре-магазина Фрееланце Травелер 2003. године, а поново је штампан у издању од новембра / децембра 2015.

Детаљи о унутрашњости гасног гиганта, Боб Атмур Оригинални сценариј & # 8220Платформ 44 & # 8221 1982 Даве Бриант Везе воде до снимања Ваибацк Мацхине веб локације Ектрасолар Висионс од стране Јохн Вхатмоугх (и отвориће се у новом језичку / прозору).

& # 8220Сунчев систем се састоји од Јупитера и неких безначајних отпадака. & # 8221 - Непознато

& # 8220Не, састоји се од четири планете и неких мрља прашине. & # 8221 - Боб Атмур

Гас-гигантске планете. Јовианс. & # 8220Гаргантуан Фартс који плутају у свемиру. & # 8221 & # 8220Велики Гс & # 8221 на једнолинијском УПП-у. Бесплатно гориво за обраду, ако сте # # 8217 лепршави и / или желите да живите опасно.

Дефиниције

Гасни гигант, како и само име говори, џиновска је планета која је првенствено направљена од гасова, са мало или нимало чврсте планете испод све те атмосфере.

Астрономски гледано, планете су величине масе, а не пречника (као код величине путника). Јединице мере су Т-маса (МЕ., једна Земљина маса) и Ј-маса (МЈ, једна Јупитерова маса, 318 МЕ). Будући да само најмањи гасни дивови имају било шта што се приближава чврстој површини, пречник се мери од тачке од 1000 милибара (притисак еквивалентан нивоу Земљине површине мора) у атмосфери.

Мали гасни дивови су мањи од 50 М.Е. (око 1/6 М.Ј) како се њихова величина повећава, густина (и & # 8220површина & # 8221 гравитација) опада & мдасххидроген је врло лаган. Обично се мере у Т-масама.

Велики гасни гиганти прелазе 50 МЕ. између 40 и 50 М.Е., повећана маса почиње да сабија планету, а густина се онда повећава са величином. Како се величина повећава, тако се повећава и унутрашња топлота, емисија зрачења и магнетосфера. Обично се мере у Ј-масама.

Смеђи патуљци или & # 8220субстарс & # 8221 су преко 13 М.Ј (око 4000 М.Е.), и чине прелаз између планете и звезде. При овој величини, температура и притисак језгра су довољно високи да започну фузију деутерија и трицијума, али не и једноставну фузију водоника потребну за истинску звезду. Ове минијатурне звезде које нису успеле сјаје инфрацрвено до усијања од унутрашње топлоте и имају излазно зрачење које се подудара. Већина Смеђих патуљака налази се као самосталне мини звезде, блиски бинарни системи са другим смеђим патуљцима или као удаљени бинарни пратиоци црвених патуљастих звезда М-класе, В- или ВИ-величине. Међутим, повремено се појаве у другим, више & # 8220нормалним & # 8221 планетарним системима.

Формација

Као и све планете, гасни гиганти настају из протопланетарног диска протозвезде & # 8217с. За разлику од мањих камених куглица, оне настају из најлакших гасова у диску, а не од теже прашине и честица. Због тога се гасни дивови морају брзо формирати, пре него што се прото звезда запали и њен звездани ветар избаци преостале лаке гасове из система.

Ово се дешава на један од два начина:

  • Прираст: Када планета достигне око 3,5 М.Е. (Травелер Сизе 12+), површинска гравитација постаје довољно висока да се задржавају лакши гасови (посебно хелијум). Ово хватање хелијума повећава масу и гравитацију до тачке у којој се хвата водоник. Једном када започне хватање водоника, протопланета расте, све док се прото звезда не запали и не одува водоник. Мали гасни дивови се обично стварају прираштајем.
  • Колапс густине-таласа: У протопланетарном диску, случајне аномалије и гравитационе плиме и осеке из оближњих протозвезда могу проузроковати сабијање делова диска у стојеће таласе веће густине. У одређеном смислу, све планете и астероиди почињу као аномалије велике густине на диску, али највећи од њих могу се срушити и ухватити водоник довољно брзо да формирају гасног гиганта много брже од једноставног нагомилавања. Велики гасни гиганти се обично формирају на овај начин.
  • Смеђи патуљци се такође формирају као аномалије густине, али више попут звезде, као средиште сопственог протопланетарног диска (могуће са сопственим планетама). Међутим, као и код свих ствари у природи, има неких преклапања која неки Велики гасни гиганти могу створити акрецијом, неки Мали гасни гиганти могу настати директно од аномалија густине, а Смеђи патуљци могу настати попут џиновске планете или мини звезде.

Стварност се упада у извиђаче

Књига 6: Извиђачи је детаљни генератор звезда за Цлассиц Травелер, касније ревизије игре једноставно су ревидирале системски генератор (и вратиле су му се у Травелер 20). На лагеру извиђачи, плински гиганти се котрљају и постављају на прво место, астероидни појасеви на друго, а остале планете & # 8220роцкбалл & # 8221 трају. Правила о овој држави:

Гасни дивови морају бити постављени на доступне орбите у насељивој зони и у спољном систему. Иако плински дивови могу бити у унутрашњим орбитама, они не би требали бити постављени звездано од насељиве зоне, осим ако не постоје друге орбите.

Поставите планетоидне појасеве у доступне орбите. Ако је могуће, планетоидне појасеве треба поставити у следећу орбиту према унутра од гасних дивова.

Засада је добро. Заснован на систему Сол, са своја четири гасна гиганта спољашњег система одвојена појасом астероида од четири унутрашње стене. (Врло симетрично, ако рачунате Плутон-Харон као део Куиперовог појаса и није права планета & # 8230)

Међутим, на раном техничком нивоу 9, астрономи су успели да открију планете других сунца помоћу Допплер-ове спектроскопије, мерећи њихов гравитациони утицај на спектар звезде & # 8217с док планета кружи. А оно што су у почетку пронашли, било је очигледно немогуће под извиђачима: & # 8220Епистеллар Јовианс & # 8221 или & # 8220Црвено-врући Јупитери & # 8221, Велики гасни дивови до многих Ј-маса у & # 8220 орбити у бачвама & # 8221 невероватно близу њихових сунца . Од тада су Велики гасни гиганти (једине планете које се могу открити са међузвезданих даљина) пронађени у свакој орбити која се може замислити.

Следећа побољшања правила извиђаче чине компатибилним са овим каснијим открићима:

Постављање: Гасни дивови могу бити у било којој орбити, укључујући & # 8220 орбиталне орбите & # 8221 и под неким посебним случајевима, & # 8220Нерасположиве орбите & # 8221.

  • Орбите бакље су дефинисани као најдубља половина орбита унутрашње зоне, заокружена надоле. Пример: Према извиђачкој табели зона, звезда Г0В има три орбите у унутрашњој зони (орбите 0-2) орбита 0 је орбита бакље. Звијезда Ф5В има четири орбите унутарње зоне (Орбите 0-3) Орбите 0 и 1 су орбите бакље.
  • Недоступне орбите су дефинисани у извиђачима јер су орбити подложни јакој топлоти звезде и имају температуре веће од 2000 степени. Планета у таквој орбити претворила би се у пару и расипала. Такве орбите планете не могу заузети. & # 8221 Међутим, гасни гигант је већ направљен од паре коју топлота може и кључаће из атмосфере док ништа не остане, али против гравитације великог или врло великог гасног дива, дисипација ће потрајати неко време. А звезде које ће највероватније имати недоступне орбите - звезде главног низа класе Б и већина дивова - су најкраће живе, са најмање времена на располагању за врење са ових планета. Класа Б су краткотрајне супернове на чекању, а наранџасто-црвени гиганти су умируће звезде које су у почетку биле много мање.

Величина: Извиђачи гасне дивове деле на велике и мале гасне дивове, али их даље не растављају. Међутим, величина је битна у изгледу, броју месеца и осталим касније описаним ефектима игре.

  • Мали гасни гиганти: Котрљајте 1Д на табели 1 за стварну величину.
  • Велики гасни гиганти: Котрљајте 1Д на табели 2А за стварну величину. Ако је ваљана 6, идите на табелу 2Б и поново заролајте. Наставите док не котрљате другачије од 6 или завршите на Табели 3.
  • Ако ваљци дођу до Табеле 2Ц (Веома велики гасни див), орбита ка Великом великом гасном диву увек ће бити астероиди или ће празна гравитација врло великог гасног гиганта очистити ту орбиту. Поред тога, ако у систему постоји више од једног гасног гиганта, одузмите једног од других гасних гиганта, опет фаворизујући следећу орбиту ка унутра, врло велики гасни гигант је апсорбовао водоник који би формирао другог гасног гиганта.
  • Ако ваљци дођу до Табеле 2Д, ослободите се орбите према Великом великом гасном диву, као и према унутра. Орбита ка унутрашњости веома великог гасног дива биће празна, орбита ка споља може бити астероиди или празна. Ако је други други гасни гигант заузео две орбите ка унутра или прву орбиту ка споља, он се такође одузима од система.
  • Ако ваљци дођу до Табеле 3 (Смеђи патуљак), ослободите две путање ка Смеђем патуљу и прву орбиту према ван. То ће бити празне орбите. Одузмите два или три друга гасна гиганта из система.

Сателити: Извиђачи описују мале гасне дивове као да имају 2Д-4 сателите (месеце), а велике гасне дивове као 2Д месеце.

  • Веома велики гасни дивови (табеле 2Ц и 2Д) у спољној зони имаће 3Д месечине, а смеђи патуљци (табела 3) 4Д.
  • Сви гасни дивови унутрашње зоне имаће максимално 1Д месеца сви сателити светова унутрашње зоне користе само табелу Затвори орбите за одређивање орбиталне удаљености. У овом опсегу, гравитација сунца уклониће све у далеким или екстремним орбитама.
  • Гасни дивови у орбити бакљи ће имати 1Д-3 месеца из истог разлога.
  • Било који гасни гигант у недоступној орбити неће имати месеца.
  • Ако се два месеца врте по истој орбити, они по жељи могу да деле орбиту као & # 8220двоструки месец & # 8221, тј. Два месеца се окрећу један око другог око примарне орбите. Ови & # 8220 месеци са месецима & # 8221 су ретки, али илуструју двосмисленост између планете и звезде веома великог гасног дива или смеђег патуљка.

Изглед

Типична слика гасног дива је Јупитер у систему Сол, са пастелним облацима облака преломљеним једном или више циклоналних супер олуја & # 8220Велика црвена мрља & # 8221. У стварности, изглед Гас Гиантс-а # 8217 варира у великој мери у зависности од удаљености од њиховог сунца, а секундарно од њихове масе.

(Због физичког феномена званог & # 8220Раилеигх Сцаттеринг & # 8221, готово сви атмосферски гасови имају врло благу плаву боју. То је разлог због којег је небо плаво у свету са атмосфером & # 8212тамни индиго са сунцем класе М, морско плаво за класу К и & # 8220плавоплава & # 8221 за класу Г и више. Небо је најтамније у зениту јер видни правац пролази кроз мање атмосфере него близу хоризонта.)

Утицај орбите / температуре на изглед
  • Орбит није доступан: Планета ће блистати бело ужарено на сунчаној страни, а усијано на тамној страни, атмосфера која се кључа формира дугачки реп комете који се спирално спирално окреће према сунцу.
  • Торцх Орбит: Сунчана страна планете светлиће усијано, са светлијом тачком директно окренутом ка сунцу, тамна страна ће бити хладнија и била би подразумевано плава да није & # 8217т у сенци, са малим & # 8220капом & # 8221 бели облаци на антиподима. Атмосфера се непрестано загрева на сунчаној страни и дува у надзвучном ветру на тамну страну, где се хлади и тоне у унутрашњост. Подаци о транзиту показују да ови & # 8220Епистеллар Јовианс & # 8221 имају отприлике двоструки пречник него што би требали (приказано у табелама) ово је вероватно због топлотног ширења.
  • Орбит унутрашње зоне: Планета ће бити средње светло светло плава, атмосфера је преврућа за стварање облака. Атмосфера је можда врло насилна, али без облака њено кретање је невидљиво. Пречник ће бити приближно 1 к већи од основног пречника столова због топлотног ширења.
  • Орбита усељиве зоне: Овде облаци почињу да се појављују, у облику белих облака који почињу и концентришу се на половима, где је хладније. Гасни див у & # 8220Голдилоцкс Орбит & # 8221 (не превруће, не прехладно, баш како треба) усред Хабитабле Зоне имаће око 50/50 белих облака и плаву атмосферу. Због брзог окретања Гас Гиантс-а # 8217, облаци ће се нормално померати у опсеге по ширини и познатим облацима облака. Алтернативно, сунчаница би могла успорити ротацију тамо где се облаци ковитлају по лицу планете, уместо да формирају траке, ово је највероватније за мањи гасни див у орбити усељиве зоне мање звезде К- или М-класе.
  • Орбите вањске зоне: Како планета кружи све даље и даље, њен изглед постаје све познатији, а боје се мењају услед температурних ефеката на различите гасове и нечистоће у атмосфери. Прво, близу унутрашње ивице спољне зоне, готово тотални облак покривача, планета се чини белом са неким плавим обрубима дуж екватора. Затим, мало даље, хемикалије које се кондензују на хладном дају облацима пастелне боје. Још даље, завладају друге хемијске реакције и планета делује жућкасто. Коначно, криогени услови враћају најудаљенијим гасним дивовима плаву или плаво-зелену нијансу са само благим тракама на слабој светлости далеког сунца.
Ефекти величине на изглед
  • Што је већи Гасни гигант, већа је његова унутрашња топлота. Ово мења изглед као да је планета у мало ближој орбити и топлијој, мада не толико топлој као у орбити бакље. Највећи гасни џинови (табеле 2Ц и 2Д) можда су чак и безначајне плаве боје плинског гиганта унутрашње зоне, који зраче у инфрацрвеној мрежи. (Табела 3) генеришу још више унутрашње топлоте, до тачке која постаје тамно црвена. Најстарији су довољно хладни да се облаци и олујне тачке стварају у горњим слојевима атмосфере, што резултира ефектом & # 8220осветљеним & # 8221, са тамним тракама облака са позадинским осветљењем ужареним кестеним. Млађи смеђи патуљци су топлији и сјаје једнолично црвено попут минијатурних црвених патуљастих звезда.
  • Што је већи Гасни гигант, то је атмосфера бурнија од унутрашње конвекције. Већи гасни џинови (табеле 2Б и новије) имаће више & # 8220Велика црвена мрља & # 8221 циклоналних олуја изазваних надморским висинама у атмосфери Веома велики плински гиганти (табеле 2Ц и 2Д) вероватно ће имати толико ових узвишења да се појављују & # 8220 8220 пегасто & # 8221 уместо тракасто, са сталним ерупцијама струјећи облаке банера на пола пута око планете за изглед & # 8220опширен пегама & # 8221. Напомена: Свака од ових & # 8220 тачака & # 8221 или & # 8220спецклес & # 8221 заправо је врх левка за торнадо величине планете који се протеже десетинама хиљада километара дубоко у Гасни гигант.
  • Супротно томе, што је Гасни гигант мањи, то је његова атмосфера мање насилна. Мали гасни дивови у орбитама вањске зоне имаће слабе или никакве траке и мало или нимало циклоналних олуја / успона & # 8212 готово потпуно бескорисних сфера & # 8220мирног ваздуха & # 8221.
  • Што је већи Гасни гигант, брже се окреће и краће је & # 8220даи & # 8221. Највећи и најбрже ротирајући гасни гиганти могу изгледати видно спљоштени уместо сферних.

Детаљнији есеј о изгледу гасних дивова & # 8217 под различитим условима температуре и величине налази се на хттп://тиниурл.цом/ксвисионс-спецс.

Ефекти

Епистелларс и Фларе Старс

Велики гасни див у орбити бакље може имати разарајуће последице на читав систем. Гасни дивови имају магнетна поља која одговарају њиховој величини, а орбита бакље је довољно близу да ово магнетно поље омета сунчево. Како планета кружи ниско и брзо, њено магнетно поље поставља вртложне струје у звезди, извлачећи плазму из унутрашњости звезде на њену површину.

Када се овај ефекат довољно изгради & # 8212обично око једном веку & # 8212звезданих мега-бакљи, разбацујући плазму низ магнетне линије силе. За кратко време, звезда постаје минијатурна нова, повећавајући свој сјај вишеструко повећавајући вал зрачења и топлоте може да кључа са планетарних океана и топи планетарне површине глатко. (Ларри Нивен & # 8217с кратка прича & # 8220Непостојни месец & # 8221 описује ефекте такве мега-бакље.)

Природно, такве & # 8220 пламене звезде & # 8221 немају насељиве светове. Једине дугорочне колоније у таквим системима морале би бити ископане под земљом да би преживеле мега-бакље.

Прстенови

Прстенови су састављени од честица стена и леда у блиској орбити и знатно варирају. Извиђачи омогућавају више прстенова у више орбиталних положаја, али другачије не описују њихов изглед.

  • Већина планетарних прстенова су прилично пригушени сјајни прстенови попут Сатурна који се налазе само у спољном систему, где су честице прстена углавном високо рефлектујући лед.
  • Претпоставимо да ће прстен који прекрива један орбитални положај бити прстенови широког уског појаса попут Сатурна који заправо покривају више од једне орбите прстена и да ће се у извиђачима смотати као више од једног прстена.
  • Ако планета са широким прстеном нема месеце, прстен ће вероватно бити континуиран, без празнина.
  • Ако планета са широким прстеновима има месеце, хармонични ефекти плиме и осеке отвориће празнине у прстену на местима где је орбитални период паран део месеца. Ово ствара Цассинијеву поделу између Сатурнових А и Б прстенова (тачан хармоник са Мимасом, најдубљим месецом), мање хармонике са осталим месецима дају прстеновима њихов детаљан изглед госамерних нити прстенова положених један поред другог. Слични механизми поделили су прстен Урана & # 8217 на пет уских прстенова сличних жицама.
  • Друга алтернатива танком прстену су & # 8220 лукови прстена & # 8221 непотпуни полумесеци прстенова какви су пронађени око Нептуна.

Готово свима који никада нису летели свемирским бродом пада на памет да избегну потеривање пресецањем планетарног прстена. То је могуће, али судари са честицама прстена сажваће брод, надам се не толико колико ваш прогонитељ. Третирајте ове сударе као еквивалент ударцима пројектила у колу 1Д за број судара приликом сечења прстена.

Сателити (Месеци)

Месеци гасног гиганта подлежу неким јединственим ефектима, а све су повезане са гравитацијом и магнетосфером гасног гиганта.

  • Месеци са гасним дивовима подложни су екстремним плимним напрезањима и готово увек ће бити у ротацији & # 8220тидал-лоцк & # 8221, са једном страном која је увек окренута према примарном дану, а њихов дан је једнак њиховом орбиталном периоду. Ако постоје и други месеци (нарочито велики), настале плиме и осеке повући ће се на Месец, узрокујући пуно сеизмичких (месечних потреса) активности.
  • Унутрашњи велики месеци биће под толико плимним стресом да ће бити вулкански активни као и сеизмички. Најдубљи месеци биће попут Јупитеровог Месеца Ио, са сталним вишеструким мега-вулканима који непрестано преобликују површину. Лава од ових сталних ерупција варира у зависности од орбиталне зоне у Унутрашњој и Усељивој зони, лава је отопљена стена у Спољној зони, вулкани уместо тога могу да ерупирају или течним сумпором или водом (Унутрашња спољна зона) или течним метаном и азотом (Спољна спољашња) Зоне), који су сви обично чврсти минерали на температури околине.
  • Нешто даље, велики месец ће наликовати Јупитеровом месецу Европи, чија се површина ледених пукотина отвара кад плима и осека повуку течну воду из дубине.
  • Гасни гиганти имају магнетосфере које одговарају њиховој величини. Унутрашњи месеци који круже око магнетног поља делују као електрични генератори величине планете, градећи електрично наелектрисање све док се наелектрисање не сруши од Месеца низ магнетне линије силе до поларних делова Гасног дива у муњама величине континента. Овај & # 8220електронски ток & # 8221 ефекат узрокује сјајне ауроре у поларним регионима, лако видљиве на тамној страни планете.
  • Магнетосфера такође заробљава звездане честице ветра (плус зрачење које се изнутра емитује од веома великих гасних џинова и смеђих патуљака) у гигантске Ван Алленове појасеве из блиских месеци уроњене у море јаког зрачења.
Месеци који су настањени на површини

Слика настањивог сателитског света & # 8212са матичним гасним гигантом који виси на небу & # 8212је једна од класичних слика & # 8220земаљског света & # 8221. Као што је наведено у извиђачима:

Ако главни свет већ постоји, требало би га ставити у насељиву зону. Ако се у тој орбити налази гасни гигант, главни свет биће сателит гасног гиганта.

Ако сателит & # 8220 гасног гиганта & # 8221 треба да буде настањив на површини, то је лакше рећи него учинити. Усељиви сателитски свет мора бити у одређеној орбити да би био одржив преблизу, а сателит је окупан смртоносним зрачењем Ван Алленових појасева и непрестано се окреће изнутра према вулканизму изазваном плимом и осеком и орбиталном периоду и ( закључан) дан постаје предуг да би се подржао површински живот.

Сателит који може да живи на површини мора да орбитира 10-15 радијуса од свог примарног подручја да би очистио Ван Алленове појасеве, али има орбитални период краћи од 80-90 сати (по могућности 50 или мање).

Чини се да је оптимална величина за гасног дива са усељивим сателитом између 20 и 200 МЕ., са 20-40МЕ. и 100-150МЕ. бити најпожељнији. Већи од овог, а сателит је преблизу, гори од јаког зрачења споља и вулканизма изнутра. У овим опсезима масе, сателит би требало да буде у могућности да кружи око 10-15 радијуса без предугог дана. (Будући да Травелер мери орбите у полупречнику примарног и масе одређује орбитални период, средњи опсег 50-100МЕ. има најмању густину & ​​# 8212и највећи радијус & # 8212за њихову масу на 10-15 полупречника, орбитални период ће бити дужи него код гушћег примарног.)

Упркос томе, сателитски свет ће и даље бити врло сеизмички и вулкански активан и имаће већу количину позадинског зрачења. На 10-15 полупречника, примарни ће се чинити фиксиран на небу, са привидним пречником од 15-20 пута више од Месеца гледано са Земље, плаво обрубљен белим облацима попут мешавине сафира и кварца у променљивим детаљима. Дању је примарни огромни полумесец, помрачујући сунце сат или два сваког дана. Током помрачења, сунчева светлост која цури око примарне атмосфере претвара Гас Гиганта у гримизни прстен који трепери поларним аурорама и бљесковима мега-муња, купајући сателит у руменом сумраку.

Ноћу, пуна или скоро пуна планета сјаји довољно сјајно да концепт & # 8220нигхт & # 8221 направи шалу, купајући све у плавом светлу, секундарно само дневном светлу.

У екстремним случајевима, ефекти плиме и осеке на дуготрајну орбиталну динамику могу резултирати атмосфером типа Е (елиптична), где је сателит елиптичан уместо сферичан, са плимним избочинама у близини и даље које се шире изван атмосфере. Чешћа верзија овог феномена је имати сателитску хидросферу у & # 8220 прстену океана & # 8221 са масама копна / брдима концентрисаним директно испод примарног и на антиподима.

Унутар гасног дива

Ништа живо не може преживети температуре и притиске дубоко у Гасном гиганту, а цело људско искуство биће са & # 8220површином & # 8221 регионима и горњим слојевима атмосфере. Основно правило је што дубље улазите, већи су притисак и температура и екстремнији услови.

Корисна аналогија је она воденог света планетарног океана, осим што је & # 8220оцеан & # 8221 атмосфера водоника која у својим дубинама постаје црвено-бела. За потребе путника, притисак / температура се оцењују у & # 8220Друбина дубине & # 8221, где притисак и температура уништавају посуду свим рукама & # 8212прво смрвљену попут подморнице која тоне, а затим топљени од амбијенталне топлоте и расејани по ветровима. Оклопни бродови (попут Систем Дефенсе Боатс) имају већу дубину пригњечења ради једноставности, процењују дубину пригњечења у ономе што је фактор оклопа у општој употреби за бродове и # 8212 Хигх Гуард, Стрикер, МегаТравеллер, било шта друго. Брод може преживети унутар Гасног гиганта све док је изнад његове дубине пригњечења.

Ову једноставну слику компликују временски надзвучни ветрови, узлазни и низводни наноси, џиновски електростатички ефекти и лијевци за торнадо величине планета. Атмосфере гасних дивова су космичка вежба у динамици флуида и теже да се реше у два главна услова:

  • Мирни слојеви бистрог ваздуха и лабавих ламинарних токова без трења, са стабилним глатким хоризонталним ветровима, са највећим ветровима (око 3000 км / х) дуж екватора. Муња из чистог ваздуха је честа, али се континуирана електростатика обично не манифестује у короналним пражњењима (& # 8220Ст Елмо & # 8217с Фире & # 8221) око било ког страног предмета.
  • Слојеви олује испуњен прашином, нечистоћама, облацима и турбуленцијама у надзвучним до хиперсоничним налетима ветра, узводним струјама, падовима низводне струје и шумама џиновских лијевка за торнадо, а све осветљено бескрајним непрекидним громовима попут космичких светиљки.

Они се називају & # 8220слојеви & # 8221 јер имају тенденцију да се формирају у хоризонталним слојевима у атмосфери, а олујни слојеви се формирају на местима између мирних слојева различитих услова ветра. Ови слојеви нису континуирани попут коже лукне олује, а мирни слојеви разбијају & # 8220површину & ​​# 8221 на различитим географским ширинама, формирајући облачне траке. Циклонске олује (& # 8220пете & # 8221 и & # 8220спецклес & # 8221 на & # 8220површини & # 8221) врте се вертикалним стубовима концентрованог олујног слоја & # 8212торнадое величине планета које извлаче вруће нечистоће дубоко из планете.

У сврхе путника, вертикални пресек гасног гиганта третирајте као наизменични слој смирења и олује, са дубином пригњечења за повећање фактора оклопа на растућим дубинама. Имајте на уму да гасни дивови унутрашње зоне немају облаке који би указивали на присуство њихових (већих и енергичнијих) олујних слојева. Мали гасни дивови спољне зоне биће углавном мирни слојеви, са олујним слојевима само у дубини.

Испод дубине дробљења, температуре и притисци настављају да расту са дубином & # 8212црвено-вруће, жуто-топло, бело-вруће. Коначно, притисак је довољан да течни водоник тече, након што хиљаде и хиљаде километара усијане водоничне магле дође на & # 8220истинску површину & ​​# 8221, планетарни океан ужареног течног водоника. Ако у овом стању постоји било који угљеник, температура и притисак га сабијају у макрокристални облик и кишу дијаманата до растопљеног језгра стене.

Обрана горива (и компликације истог и хеллип-а)

Путници ће највероватније наићи на гасног дива приликом скидања горива. Ово изгледа једноставно, само прелетите атмосферу водоника Гас Гиант & # 8217с, скупите товар бесплатног горива и преузмите ризик од нерафинисаног горива, зар не?

Оптимални гасни гигант за обраду горива је између 30 и 50 милионаЕ. ово је поента минималне густине и минималне површинске гравитације, где чак и 1-Г брод има довољно убрзања да се попне у најгорем случају & # 8212све гориво у свемиру вам помогне ако вам не успе & # 8217т брзина након обраде. (Генерално, ако је површинска гравитација из табела мања од оцене брода & # 8217с Манеувер Дриве Г, брод може безбедно да прелети.) Орбите вањске зоне су пожељније, јер мање топлоте повећава шансу за & # 8220комирни ваздух & # 8221. (Облачење облака је најочигледнији траг ако је Гас Гиант мален и хладан довољно да нема појасеве у облаку, шансе су да се мирни ваздух шири на већину или целу површину & ​​# 8220сурфаце & # 8221.)

Постоји нерафинисано гориво, а постоји и заиста лоше гориво контаминирано тежим елементима. Ако је Гас Гиант мањи од 20 М.Е. (табела бр. 1) или већа од 1 -2 М.Ј (Табела 2Ц и новије), сирово гориво неће бити само нерафинисано, већ и контаминирано. Мање од 20 М.Е., а мини-Гас Гиант није излучио довољно водоника за разблаживање тежих гасова више од 1 МЈ, а атмосфера је превише активна због унутрашње топлоте, надимајући теже елементе из дубина у конвекционим ћелијама величине планете. Гасни дивови у унутрашњој зони такође пате од овог проблема & # 8212 двоструко издајнички, јер је њихова атмосфера преврућа да би се могли створити икакви издашни облаци.

Контаминирано гориво има следеће ефекте у игри:

  • Нанесите ДМ од +1 на ваљке погрешног скока / погона ако се користе нерафинирано. Ово је изнад и изнад постојећих ДМ за нерафинисано гориво.
  • Рафинирање траје два или више пролаза кроз погон за прераду, што омогућава удвостручавање времена или двоструко више од постројења за прераду. (Једна пропусница за пречишћавање мења контаминирано гориво у једноставно нерафинирано гориво.)
  • Ова идеја се може проширити на неколико врста нерафинисаног / контаминираног горива како се контаминација погоршава, што је већи ДМ (и број потребних пролаза за пречишћавање).

С друге стране, неки гасни дивови имају мало или нимало тешких загађивача гаса и природно су рафинисано гориво. Ови гасни дивови се увек налазе у орбити око најстаријих звезда у Галаксији (класа М, величина В & # 8220црвени патуљци & # 8221 и класа К или М, величина ВИ & # 8220супдварфс & # 8221) без других тела у систему & # 8212без месеца, нема астероида, нема планета, нема ничега. Када су се ови системи формирали, једино што је постојало у прото-галаксији био је водоник. (Формални астрономски назив за ово је & # 8220 ниско-метални & # 8221.) Да, они су природно рафинисано гориво, али су у другом систему где сву подршку за искоришћавање мора да донесе Јумп.

Обрана горива сложенија је од његове опште слике & # 8220 зарањања, ударања у атмосферу, обраде горива и појачавања & # 8221. Основна идеја је ударити у мирни слој и трчати са ветром, избегавајући зрачење и турбуленције.

  • Приступ: У почетку ће се обрамбени брод дијагонално приближавати гасном гиганту, избегавајући јако зрачење на магнетним половима, али улазећи под појасеве Ван Аллена, циљајући на улазак атмосфере између облака у средњим географским ширинама.
  • Уђите у атмосферу: Најбоље место за ово је између појаса олује / облака на средњим географским ширинама, избегавајући било какву циклоналну олују & # 8220спотс & # 8221 или & # 8220спецклес & # 8221, што максимизира шансу за улазак у мирни слој. Једном у атмосфери, брод остаје у мирном слоју, поклапајући брзину са ламинарним ветровима, и креће се према екватору. Ово може захтевати роњење кроз горњи олујни слој да бисте ушли у мирни слој испод који излази ближе екватору.
  • Ским: Једном кад се нађете у мирном слоју, отворите кашике и почните да скидате и кондензујете водоник док трчите са ветром, поклапајући брзину са све већим ветром како се приближавате екватору. Током овог процеса, брод ће бити стиснут у слој & # 8220јасног ваздуха & # 8221, са палубама облака егзотичне боје на десетине до стотине км изнад и испод које ће плесати уз сталне заслоне грома и грчити се са стално променљивим левцима за торнадо изнад и & # 8220тхундерхеад & # 8221 узводни канали испод самог брода струјаће блиставо плаву корону Ст Елмо & # 8217с Фире, привлачећи муње и друге електростатичке приказе листова кише, салве камена туче и / или навале снега (вода, амонијак или било шта друго хемијске нечистоће се кондензују или смрзавају на температури околине и притиску) прскајући се по површини трупа.
  • Ако се брод упусти близу ивице олујног слоја, очекујте дивљу вожњу & изненадним надзвучним бочним ветровима, узводним и спуштајућим сплавовима, чврстим слојевима кише и / или џиновским камењем туче (од којих највећи могу оштетити брод попут погодака пројектила), као као и постајући мета за сваку муњу на стотину километара около. Екватор директно испод унутрашњег месеца је посебно опасан & # 8212 чак и у мирном слоју, брод ће пресрести & # 8220електронски ток & # 8221 који тече од месеца до Гасног дива таква мега-муња може да погоди попут снопа честица монтираних на кичму.
  • Боост Оут: У идеалном случају, брод ће изаћи из мирног слоја у близини екватора, плавог неба изнад и олујног слоја одоздо. Да би се брзина подударала са ветром и обраном, брод мора да искрвари своју првобитну орбиталну брзину. Помоћи ће брза ротација планете и јачи ветрови у близини екватора, али брод се сада мора појачати користећи свој Манеувер Дриве, баш као да је полетео са & # 8220површине & # 8221, зато Гас Гигант мора имати & # 8220површинска гравитација & # 8221 мања од бродске & # 8217с Манеувер Дриве.

Звездине луке класе А до Ц са уграђеним системом Гас Гиантс користе посебне упаљаче за гориво за обраду и прераду горива. Упаљач за гориво је усмерени незвездачки брод, обично око 800 тона или тако нешто, са моћним погонима за маневрисање који се извлаче из гравитационог бунара Гас Гиант-а и свим могућим унутрашњим простором посвећеним кашикама горива, танку горива и постројењу за прераду горива. . Они надиру до Гасног гиганта, обране се пуним горивом и дораде га на повратном путу, истоварајући рафинирано гориво у звездану или директно на бродове. Танкери су бродови на сличан начин опремљени овим пратећим поморским оперативним групама или возе до оближњих система који носе гасне дивове (посебно горе поменуте & # 8220 ниске металности & # 8221) за оне системе без извора горива.

Неки високотехнолошки светови ваде своје гасне дивове за егзотичне хемикалије када није доступан ниједан други извор. У малим размерама, то се ради са посебно модификованим упаљачима за гориво чије & # 8220 рафинерије горива & # 8221 ефикасно раде уназад, одбацујући водоник и складиштећи одређену хемикалију & # 8220 нечистоће & # 8221. Будући да се ове & # 8220 нечистоће & # 8221 обично налазе у олујним слојевима, ови хемијски упаљачи траже ивице олујних слојева ради њиховог скидања. Због опасности, ова пловила су често беспилотна, са аутономним АИ роботским мозговима који их контролишу у атмосфери. Понекад их жива посада одвезе до Гасног гиганта, & # 8220напуштајући брод & # 8221 у превезеном малом броду и поново укрцавајући се након избијања, другима је даљинско управљање из матичне базе на једном од гасних џинова.

(Правно, ово је закомпликовано древним поморским законом да је потпуно напуштени брод отворен за Право на спашавање од било кога, подједнако древна заштитна мера овога је имати на броду животињу која је технички у посади списак као & # 8220схип & # 8217с маскота & # 8221 који остаје на броду када се посада евакуише. Све док је један од & # 8220шампана & # 8221 на броду, брод није легално & # 8220напуштен & # 8221.)

Велико и & # 8220атмосферско рударство & # 8221 обављају велике, добро оклопљене, наменски направљене роботске платформе за рафинирање. У основи гигантски беспилотни упаљачи за хемикалије, ове платформе зарањају дубоко у олујне слојеве како би обрали и сакупили своје хемикалије, излазећи у горње слојеве атмосфере преносећи своја рафинирана хемијска оптерећења на упаљаче са посадом који делују као танкери за хемикалије.

Живот у гасном диву

Неки гасни дивови носе живот и све органске хемикалије претече су присутне у неком тренутку, а соларна и унутрашња топлота (и муња) дају енергију. Најбољи кандидати за живот су слични најбољим кандидатима за скијање и мале, умерене до хладне гасне дивове са релативно мирном атмосфером.

Облици живота Гас Гиант биће пловци или летачи, аналогни животу у океану. Већину времена то ће бити плутајуће бактерије, микроскопски & # 8220аеро-планктон & # 8221 видљиви само као облаци необичне боје или измаглица. Овај аеро-планктон има тенденцију да се окупља дуж граница мирних и олујних слојева, где олујни слојеви доносе хранљиве хемикалије из дубина попут & # 8220црних пушача & # 8221 дуж дубоких океанских вентилационих отвора. Наизменично, фотосинтетски аеро-планктон могао би да вози ветрове у горњим слојевима атмосфере и сунчеву светлост.

Вишећелијски живот могао би бити једноставан плутајући & # 8220 листови & # 8221 колонија & # 8220аеро-алге & # 8221 или више организованих облика, укључујући & # 8220балоне-звери & # 8221 уобичајених слика (заправо Јгд-Ил-Јадг), већина светови & # 8212Гас Гиант или роцкбалл & # 8212 ретко надилазе бактерије.

Због турбулентног окружења на ивици олујних слојева & # 8212животне форме би се лако могле увући у олујни слој и уништити низводним сплавовима у дубине & # 8212Плиновски џиновски живот би се вероватно брзо и плодно размножавао, мријестећи потомство брже него што би то могле настати уништи их. Створења из колоније имају предност у том погледу ако их растргају ветрови и турбуленције, сваки преживели фрагмент може да се прерасте у нову колонију. Иако теоретски не постоји ограничење величине гасних дивова & # 8220балона-звери & # 8221, ветрови и турбуленције обично ограничавају величину на мање него што се уобичајено веровало. (Као што је пречник вреће за гас од 3 м у случају Јдг-Ил-Јадг.)

Живот може да закомпликује бактерије које скидају гориво, а аеро-планктон би био само још један начин пречишћавања, али вишећелијски / колонијални живот може зачепити лопатице горива или у екстремним случајевима изазвати штету од судара (као пројектили).

Сценариј Наггетс

Непостојано Сунце

Белтери раде у систему звезданих бљескова са епистеллар Гас Гасантом. Звезда показује огромну активност сунчевих пега, истакнуте бљескалице видљиве голим оком, предстоји мега-бљесак. Из различитих разлога, појасеви се задржавају и ваде до последњег тренутка, кладећи се да ће надмашити ракету. Да ли се данас осећате срећно?

Платформа 44 (Даве Бриант, 1982)

Хемијски упаљач (од стотина до хиљада путничких тона) започиње успон из горњег гасног дива, његова посада у свом Цуттеру спушта се на састанак са беспилотним упаљачем и одвози га назад у главни свет. Изврсни мегавијак више од минута испразни сензоре Цуттер & # 8217с, дувајући сваки прекидач у авионској електроници кад се опорави, упаљач & # 8212нов тихи, венчан у Ст Елму & # 8217с Лукови ватре и муње попут Теслове завојнице & # 8212ис спуштајући се клизним путем назад у Гасног дива. Може ли се посада са ликом играча укрцати, поправити и спасити пре него што удари у дубину?

Како се неконтролисани упаљач спусти, падаће кроз неколико мирних и олујних слојева пре него што достигне дубину пригњечења. Сваки олујни слој може додатно оштетити упаљач, јер пада ван контроле и потреса га турбуленција која омогућава судији да оркестрира сценарио, јер узлазни или спуштајући сплавови могу убрзати или привремено преокренути спуст.

Ако је оштећење (од почетне несреће или накнадних падова олујног слоја) ослабило труп, могао би се сломити пре званичне дубине уситњавања, усмртивши све на броду и притисак се увек повећава до нивоа дна океана и након њега слабост кршења или оштећења мора само да пусти притисак. Како се притисак повећава, труп ће шкрипати и злослутно стењати. (Не превидите & # 8220хорор валуе & # 8221 крвавих детаља урушавања у дубини и чињеницу да они падају, а да никада нису ударили о дно, јер гасни гигант нема површину за ударање.) Ако је унутрашња атмосфера прозрачан, такође ће постојати опасност од пожара / експлозије много пре дубине уситњавања, јер све већи притисак буквално истискује спољни водоник кроз сам труп (имајте на уму да су атмосфере водоника класификоване као молекули водоника типа Ц & # 8212Инсидиоус & # 8212 као што су толико мали да могу продирати готово било шта чврсто, буквално се пробијајући кроз просторе између молекула трупа). Упаљач који има оклопљени труп и већу дубину пригњечења од резача за бег посаде компликује спашавање - ако посада остане са упаљачем поред дубине пригушења резача, неће моћи да побегне. Опет, да ли се данас осећате срећно?

Овај сценарио је развио Даве Бриант и покренуо га је у неколико инкарнација на неколико конвенција почетком 1980-их у оригиналној верзији, & # 8220Платформ 44 Линда & # 8221 је била велика наменска рафинеријска платформа за коју је корпоративни танкер такође пристао, али је успео појачали су ликове играча посада извиђача / курира на одвојеној дужности, који су гурали гориво у близини несреће и јавили се да спасу платформу док је продирала кроз атмосферу.

Из искуства у оригиналном сценарију, препоручујем судији да пад измери мирним и олујним слојем, са дубином пригњечења глодала и платформе измереном у толико слојева испод & # 8220површине & # 8221, а не брзим и брзим временом- стаза на даљину. Ово омогућава судији да оркестрира опасност за максималну драму без да се детаљно запетљава. Угодан ефекат гужве у горњим слојевима атмосфере (први мирни слој?) Био је ЕВА дуж спољне стране трупа платформе и # 8217с да би стигао до оштећеног подручја, вакцинисани рачунари који су се вукли од рукохвата до држача у експлозији амонијачне суснежице, као планинари у мећави. Касније, када су платформе & # 8217с ванредни балон са ваздушним балоном & # 8221 постављени да зауставе спуштање, налетели су на локалне балонске звери у колотечини, привучене гасним врећама.


Ванземаљски месеци могли би се сушити од врућег сјаја младих гасних дивова

Месец налик Земљи који кружи око планете домаћина гасног гиганта. Заслуге: НАСА

Када размишљамо о томе где још може да постоји живот у свемиру, склони смо да се фокусирамо на планете. Али на све већим космичким размерама, месеци би могли да докажу да су уобичајеније животно боравиште.

Једна плинска џиновска планета у не превише топлој, не превише хладној насељивој зони око своје звезде - где Земља и Марс одговарајуће бораве - могла би угостити неколико месеца који могу да се живе. У овом раном тренутку у нашем лову на егзопланете, већина светова које смо пронашли у настањивој зони су дивови, а не Земље. Могуће је да ће прво насељено место које откријемо изван нашег Сунчевог система бити месец.

Управо таква разматрања инспиришу Ренеа Хеллера, постдокторанда из астрономије на Универзитету МцМастер у Онтарију у Канади. Проучава како би могли да се формирају „егзомуни“, какви би могли бити и како бисмо их могли открити тренутним или будућим астрономским инструментима. Велики део његовог рада бави се оцењивањем настањивости егзомесеца, што је мало замршеније од планетарних сценарија, јер они орбитирају око другог тела осим своје звезде.

Нови чланак Хеллера и његовог колеге Рори Барнес-а са Универзитета у Васхингтону и НАСА-ине виртуелне планетарне лабораторије испитује како топлота која произлази из свеже формиране егзопланете, заједно са зрачењем звезде Сунчевог система, може да испече месечеве планете. Пре него што се планета довољно охлади, њени блиски орбити могли би изгубити сву воду, остављајући их сувим и бесплодним.

„Становност егзомона је ограничена локацијом у звезданој насељивој зони, али такође има и други извор топлоте - планету домаћина - који мора бити узет у обзир“, рекао је Хеллер, чији је рад прихваћен за објављивање у часопису Тхе Међународни часопис за астробиологију. "Што се тиче овог другог извора, наша студија показује да из непосредне близине осветљење младих и врућих џиновских планета може учинити њихове месеце ненастањивим."

Истраживачи верују да би и месеци могли служити као прикладно пребивалиште за живот једнако добро као и планете. Чак и месеци далеко изван насељиве зоне, попут Јупитерове Европе и Сатурновог Титана, нуде примамљиве наговештаје потенцијалне настањивости захваљујући подземном океану у првом и интригантној органској хемији у другом. Ипак, месец око егзопланете у насељеној зони представља много бољу опкладу за живот од ових фригидних кандидата.

Хелерови налази сугеришу да бисмо, међутим, требало да будемо опрезни пре него што објавимо да је егзомон величине насељиве зоне величине Земље стварна Пандора - бујни месец славе научне фантастике у „Аватару“. Пре него што претпоставимо да је егзумун усељив на основу локализације планете домаћина, мораће се проценити месечева тренутна и претпостављена прошла орбитална растојања.

"Ексомони величине Земље које би ускоро могли да открију наши телескопи могли би да се исуше убрзо након формирања и да и данас буду суви", рекао је Хеллер. "При процени месечеве настањивости, пресудно је узети у обзир његову историју заједно са историјом планете домаћина."

Генерално се сматра да месеци настају слично као што планете рађају комадно, тј. У диску од остатака материјала који окружује звезду након њеног рођења, планете се агрегирају док се делови сударају и стапају заједно у све већа и већа тела. Како њихова маса и гравитација расту у тандему, планете у развоју на сличан начин привлаче сопствене мини-дискове са гасом и прашином. Отпади на овом секундарном диску се онда спајају у месеце. (Важно, наш Месец стоји као изузетак, вероватно створен џиновским ударом на ур-Земљу другим значајним протопланетарним делом.)

Све ово рушење ствара пуно топлоте. Новорођена планетарна и лунарна тела би зато требало да буду прилично здравица. Ипак, стеновити светови могли би да задрже резервоар за воду или да га се рано (или касније) обнављају ударцима ледених комета.

Тамо где месец поставља продавницу око своје планете, утиче на шансе да виси на било којој почетној води и омогући прилику животу без ослањања на богатство будуће воде с комета. Према формацијским моделима, сателити значајне величине требало би да формирају између око пет и 30 планетарних радијуса, или ширина пола планете, од своје планете домаћина. Јупитерова четири највећа месеца, названа галилејским месецима, одговарају овом профилу: Ио кружи на 6,1 Јупитеров радијус Европа, 9,7 Ганимед, 15,5 и Калисто шкрипи на 27 Јупитерових радијуса. Највећи Сатурнов месец, Титан, ствара свој дом на удаљености од 21,3 полупречника Сатурна.

Проналажење „усељиве ивице“

Легло планета настаје око звезде, формирајући комаде од судара све већих комадића материјала. Сматра се да већина месеци потиче на сличан начин око својих планета домаћина. Заслуге: НАСА / ЈПЛ-Цалтецх

У свом новом раду, као и у неколико ранијих радова, Хеллер и Барнес су покушали да открију колико је близу преблизу да би егзомон одржавао течну воду на својој површини. Ову унутрашњу орбиталну границу називају „настањивом ивицом“. Месеци у њему примају вишак топлотне енергије из два кључна извора: прво, савијање Месеца, звано плимно загревање, узроковано гравитационим интеракцијама са својим планетарним домаћином, и друго, од додатног осветљења са планете.

Повећање температуре у воденом свету може покренути оно што је познато као одбегли ефекат стаклене баште. Вода испарава због топлоте. Настала водена пара посебно је добра у задржавању топлоте. У петљи позитивне повратне спреге, ова заробљена топлота може довести до испаравања воде бржим темпом него што је хлађење и кондензација може вратити у течни облик. Временом целокупно снабдевање водом на свету може завршити као топли гас. Овај гас се сунчевом светлошћу раставља на саставни део кисеоника и водоника. Овај последњи, најлакши елемент, може побећи у свемир и свет постаје сух.

Орбите, међутим, нису фиксне ствари где месец данас орбитира можда није тамо где је у почетку формиран и постојао много милиона година. Управо поменуте плимне силе обично раде на полаганом избацивању месеца на ширу орбиту током времена. Према томе, посматрано место месеца данас мора да се прихвати са резервом - иако се сада чини „сигурним“, прошлост их је могла оставити пресахлих.

„Месеци који су данас изван усељиве ивице, а тиме и наизглед усељиви, можда су некада били унутар усељиве ивице и постали суви и ненасељиви“, рекао је Хеллер.

Имајући у виду ова разматрања, Хеллер и Барнес су кренули у стварање модела потенцијално настањивог дуета месеца и гаса. Узорци месеца у својој студији намерно нису налик било чему што имамо у Сунчевом систему. Да би могао да буде широко насељив, без обзира на обитавајуће ивице, месец мора да поседује одређену минималну масу, исту као потенцијално настањива планета. Свет за живот мора бити довољно масиван да гравитационо задржи атмосферу и генерише заштитно магнетно поље од растопљеног, ротирајућег гвозденог језгра.

Сматра се да је та гранична тачка усељивости масе најмање она од Марса или 10 процената Земљине масе. Поређења ради, највећи месец у нашем Сунчевом систему, Ганимед, је сиромашна четрдесетина Земљине масе. Упркос томе, разне студије су показале да би планете гасних џинова много веће од Јупитера требале да изнедре релативно велике сателите.

Истраживачи су у складу с тим отишли ​​са "чудовишним" Јупитером, Јовијевом планетом 13 пута већом од Јупитерове масе, као свој модел планете домаћина. Научници мисле да би 13-масени Јупитер био масиван онолико колико планета може добити, пре него што уђе на територију смеђег патуљка или територија „пропале звезде“, планета би одавала превише топлоте да би већина ексомона икад имала молитву бити усељив.

Што се тиче хипотетичких пробних месеци у студији, Хеллер и Барнес су ишли са два: земаљским близанцем, исте каменитости и масе и "супер-Ганимедом", леденим телом са четвртином Земљине масе.

Хеллер и Барнес су потом поставили ове двојце планете и месеца у свој модел на две различите орбиталне удаљености од звезде сличне сунцу. Прва локација приближна Земљиној, удаљеној око 93 милиона миља, с обзиром на топлији крај насељиве зоне попут сунчеве звезде. Друго место било је удаљено 1,7 пута, нешто више од путање Марса, овде узете као спољна граница настањиве зоне.

Модел се такође позабавио питањем плимног загревања. Месеци (и планете) могу имати орбите овалног облика које их периодично замахују ближе свом домаћину. Што је „ексцентричнија“ или овалнијег облика, таква орбита у њихању орбите близу своје планете доприноси већем степену плимног загревања. За овај део модела истраживачи су се определили за четири различите орбиталне ексцентричности како би дали добар распон резултата.

Ганимед, месец Јупитера и највећи у Сунчевом систему Кредит: НАСА / ЈПЛ / Тед Стрик

Коначно нумеричко разматрање је била старост система планета-месец. Млађе џиновске планете емитују више топлоте од старијих, охлађених верзија себе. Дакле, изабрана су три доба: 100 милиона, 500 милиона и милијарда година, при чему је последње представљало прилично развијен систем.

Сада, са свим овим параметрима, Хеллер и Барнес су укључили критичну променљиву орбиталну удаљеност хипотетичких месеци од планета домаћина.

За оба месечева стила, попут Земље и супер-Ганимеда, орбитална удаљеност од 10 Јупитерових радијуса или мање била би лоша вест за живот. Утицај стакленог бега започео би само на основу осветљења планете домаћина током око 200 милиона година - прилично пристојан распон геолошког времена, и сигурно довољно дуго да месец потпуно исуши. Додајте сунчеве зраке и интервал испаравања водом на месецу сличном Земљи траје 500 милиона година. За супер-Ганимеда то је 600 милиона.

Повећајте хипотетичку удаљеност месеца од свог домаћина на пространијих 15 Јупитерових радијуса и слика се и даље не побољшава много више од 200 милиона година, или још увек траје месечно кување. На 20 Јупитерових радијуса, Земаљски месец поштеђен је одбеглог ефекта стаклене баште, али супер-Ганимед још увек трпи неконтролисано грејање у сличном распону од неколико стотина милиона година.

„Термичко зрачење са планете домаћина супер Јупитера очигледно може имати велики утицај на настањивост његових месеци“, рекао је Хеллер. "У зависности од масе планете и историје њеног сјаја, сваки данас откривени егзумон морао би имати довољно широку орбиту да би избегао исушивање у далекој прошлости."

Налази су донекле конзервативни, јер би други извори топлоте могли да утичу на то да врше вагу. Примери укључују латентну топлоту унутар младог месеца која произлази из сила трења и притиска током његовог формирања. Осим тога, живот ће можда бити тешко покренути чак и пре него што температура порасте довољно да покрене одбегли ефекат стаклене баште - тло би једноставно могло бити превруће.

Међутим, за сушни месец његове шансе за рађање живота можда неће бити заувек изгубљене. Због гравитационих поремећаја могао би да мигрира изван усељиве ивице. Једном тамо, из зоне смрти, ледене комете које га бацају, могле би да испоруче огромне залихе воде након попуштања ефекта стаклене баште. Сматра се да је бомбардирање кометом потопило Земљу неколико милиона година након што се њена растопљена спољашњост охладила на тврду кору, што је створило океане који дозвољавају живот наше планете.

Дакле, укупна порука најновије Хеллерове студије је да се прошлост егзомона сличних Земљи не може занемарити. Када се ти светови идентификују, биће потребно извршити орбиталне симулације на њима како би покушали сакупити њихове историје. Модели орбиталне еволуције биће сложени, узимајући у обзир плимне ефекте између планете и Месеца, као и гравитационе поремећаје између Месеца, других месеца, планете и звезде. Заједно са моделима планетарног формирања и хлађења, астробиолози могу да се надају бољој процени тренутне настањивости егзомуна.

Рекао је Хеллер: „Важно је да се потрудимо да дубоко завиримо у прошлост егзомуна како бисмо боље разумели да ли он може подржати ванземаљски живот.“