Будут ли времена года в этой солнечной системе слишком экстремальными для процветания земной жизни?

В этой искусственной галактике есть тройка звезд-квазаров в центре, каждая из которых в 1,5 триллиона раз массивнее и в 995 триллионов раз ярче нашего Солнца, каждая из которых имеет свое собственное кольцо зеркал, что еще больше увеличивает светимость.

Далеко за пределами квазаров находится четверичная Солнечная система. Первая бинарная система представляет собой пару искусственно бессмертных голубых гипергигантов, каждый из которых в 200 раз массивнее и более чем в шесть миллионов раз ярче нашего Солнца, каждый из которых имеет собственное кольцо зеркал, что еще больше увеличивает светимость. На расстоянии в три с половиной парсека (более 11 световых лет) вокруг первой двойной системы вращается другая двойная система, пара искусственно бессмертных красных сверхгигантов, каждый из которых в 17 раз массивнее, в 1500 раз шире и в 300 000 раз больше такие же яркие, как наше солнце, каждое из которых имеет свое собственное кольцо зеркал, что еще больше увеличивает яркость.

Красный сверхгигант имеет обитаемую зону на расстоянии от 400 до 800 астрономических единиц. В пределах этой ЗО много похожих на Землю планет, и они имеют следующие характеристики:

  • Осевой наклон : варьируется от 19,01 до 28,28 градусов в течение цикла, превышающего 200 000 лет.
  • Атмосфера : в то время как у некоторых будет атмосфера 300 градусов, такая же толщина, как у Земли, у других будет средняя толщина 370 миль, а максимальная толщина будет 480 миль (160% толщины Земли).
  • Размер : Идентичен Земле
  • Ротация : 30 часов, что означает три дополнительных часа дневного света, а затем три дополнительных часа ночи.

Осевой наклон предполагает, что все обитаемые миры имеют времена года, но в этой системе есть второе определение «сезона», и это связано с тем, что обращение вокруг сверхгигантской двойной системы, вращающейся вокруг сверхгигантской двойной системы, влияет на форму орбиты планеты. Короче говоря, он удлиняет орбиту, пока не станет напоминать огурец. «Лето» — это когда тройной квазар и голубой двойной гипергигант доминируют над небом в течение дня, а красный двойной сверхгигант — это «вторая» и «третья луна», каждая из которых в 250 раз ярче полной луны. «Зима» — это когда красный сверхгигант доминирует над небом в течение дня, а остальные пять звезд тускнеют до 250 раз ярче Венеры.

Ни на одной из планет в двойном красном сверхгиганте HZ нет жизни, даже микробной, поэтому казалось возможным засеять их земными видами растений, животных, грибов, микробов и даже почвой. Но так ли это на самом деле? С учетом информации, предоставленной выше, не будут ли времена года в этих обитаемых мирах слишком экстремальными для процветания земной жизни?

Что такое «кольцо зеркал»?
Обратите внимание, что для планеты, вращающейся вокруг пары красных сверхгигантов на расстоянии 400 а.е., год будет длиться около 1371 земного года. Для пар синих и красных сверхгигантов период вращения составляет ошеломляющие 29 миллионов лет.
@ Александр Нет, если масса достаточно высока.
@Alexander Из «Как создать галактическую обитаемую зону»: «Итак, предположим, что инженеры строят флот зеркал, поддерживаемых световым давлением, выше и ниже плоскости галактического ядра, чтобы отражать осевой свет обратно в плоскость галактики. ... Предположим, что мы ограничим свет, скажем, лучом шириной 10 градусов, это сделает радиальный свет примерно в 17 раз ярче».
Тогда не могут ли инженеры просто сделать времена года менее экстремальными?
@Каденс ... Как?
Что ж, их гигантский массив зеркал звучит как хорошее место для начала.
@JohnWDailey Почему вы пишете, что атмосферы ваших планет простираются на определенные и точные высоты? Настоящие планетарные атмосферы становятся все тоньше и тоньше с высотой, и если они достаточно плотны, чтобы дышать на дне, они становятся в миллионы и миллиарды раз тоньше на десятки, сотни и тысячи миль выше, оставаясь при этом более плотными, чем космическое пространство. Возможно, вы захотите взглянуть на этот вопрос worldbuilding.stackexchange.com/questions/213913/… и ответы, особенно мои, чтобы увидеть, насколько сложно иметь острый край в атмосфере.
"Нет, если масса достаточно высока" - тогда начнем с желаемой длины года и проработаем массы и орбиты.
Я бы согласился с @Alexander, орбитальные периоды довольно далеки. хотя вычисляя HZ, предполагая, что объединенная L 3000 солнц и Teff 10500K (это в основном так высоко, как я могу), HZ будет охватывать от 145 до 297 а.е. Я не уверен, что сделают эти зеркала, и сомневаюсь, что голубые гипергиганты окажут какое-либо влияние на их расстоянии. Вы должны посмотреть на depts.washington.edu/naivpl/sites/default/files/… для хорошей идеи, где должен быть HZ
Я могу показаться тупым, но я вообще не понимаю, о чем идет речь: существует тройной квазар (почему? и как это влияет на мир, о котором мы говорим?) и «далеко снаружи» («далеко» - так это достаточно далеко для того, чтобы квазары выглядели как просто звезды?Или это как-то связано с климатом?) и Солнечная система, в которой находится планета, состоит из дополнительных мегазвезд, вращающихся друг вокруг друга, но на расстоянии 11 световых лет - то есть.. далеко. независимо от яркости, эти звезды не окажут большого влияния на этот мир. Можете ли вы нарисовать орбиты планет? Это около 1,2 или 4 звезды? Помощь.
@bukwyrm Что такое «тройка»?
Ха-ха, запутался в разговорах о четвертичном, пытался на тройном :-) А если серьезно, не могли бы вы выложить несколько диаграмм расстояний и еще немного поговорить о яркости? информация о «в 250 раз ярче полной луны/венеры» хороша, но это незначительная яркость (с точки зрения фотосинтеза); но это, насколько я понимаю, темные детали в небе - интересная часть будет заключаться в том, насколько яркими являются яркие объекты в небе летом/зимой? РЕДАКТИРОВАТЬ: только что увидел, что существует также «тернай», что означает «состоящий из трех элементов», так что на самом деле не так уж плохо :-)
@bukwyrm Вы хоть представляете, насколько болезненным стало фотошопить все эти круги и переставлять их порядок, чтобы не переместить их случайно?
Я предлагаю вам использовать Inkscape, редактор svg с открытым исходным кодом. Очень хорошо для кругов
@bukwyrm Это дорого?
Открытый исходный код. бесплатно. inkscape.org/release/inkscape-1.1.1
Я никогда не терял удовольствия от награды за поиск канонического ответа на стеке, который помогает людям создавать свои собственные вымышленные миры. Подумайте об этом - единственный человек, который может дать канонический ответ о построении мира, - это ОП. :-) Но я понимаю, что вы ищете.

Ответы (3)

На расстоянии 400-800 а.е. от звезды орбитальный период будет настолько длинным, что переход между сезонами будет происходить очень медленно. Между каждым сезоном, вероятно, будет небольшое вымирание, но многие организмы могут достаточно быстро адаптироваться к меняющейся среде, чтобы избежать вымирания.

Нет, если орбитальная масса достаточно высока.
@JohnWDailey - T ∝ r ^ 1,5 / sqrt (м). Чтобы получить 1 год орбиты на 600 а.е., потребуется около 200 миллионов солнечных масс ((600 ^ 1,5) ^ 2). Это сверхмассивная черная дыра сама по себе...

Земная жизнь эволюционировала так, чтобы процветать в земных условиях, поэтому простое размещение их на совершенно другой планете не сработает. Жизни потребуется время, чтобы развиться и справиться с этими условиями. Однако вы говорите, что галактика искусственная, имея в виду, что у людей в вашей вселенной есть очень продвинутые технологии. Поскольку это так, те же самые люди, которые этим занимаются, могли бы помочь земной жизни адаптироваться, возможно, облегчить их жизнь на новой планете. Итак, ваш ответ: нет, не без помощи.

Здесь много недостающей информации, поэтому я сделал несколько предположений.

"огуречная" орбита

Исходя из вопроса, у него должен быть перицентр в эффективной обитаемой зоне красной суперпары, а апоцентр должен находиться в объединенной обитаемой зоне синих гиперзвезд и галактических ядерных квазаров. Пока отложим квазары в сторону.

Игнорируя зеркала, красные суперзвезды объединяются, чтобы вести себя как звезда с массой 34 Солнца и светимостью 600 тыс. Солнца (не совсем правильно из-за покрытий и т. д., но достаточно близко). Подставив это в формулы для начала/конца обитаемой зоны, мы получим:

  • Начало ГЦ = sqrt(L/1.1) = 740 а.е.
  • Конец Гц = sqrt (L / 0,53) = 1070 а.е.

Добавление зеркал требует много математических вычислений, которые мне не хочется делать, поэтому я буду использовать значение 17x из комментариев. Это увеличивает светимость до 10,2M солнечной светимости и сильно меняет обитаемую зону:

  • Начало Гц = 3050 а.е.
  • Конец Гц = 4390 а.е.

С другой стороны, голубые гиперобъекты объединяются, чтобы действовать как звезда с массой 400 солнечных и светимостью 12M:

  • Начало Гц = 3300 а.е.
  • Конец Гц = 4760 а.е.

Увеличив масштаб с помощью зеркал, мы получаем 204M солнечной светимости. Подключаем это:

  • Начало Гц = 13 620 а.е.
  • Конец Гц = 19 620 а.е.

Расстояние между красными суперами и синими гиперами составляет 3,5 парсека. Преобразование этого в AU дает нам 721 930. Вычитая внешний край синего гиперса, мы находим, что попадание в 19 620 а.е. от синего гипера означает, что он находится на расстоянии 702 310 а.е. от красного супера.

давайте построим «огуречную» орбиту…

Установив большую полуось на 300 000 а.е. и эксцентриситет на 0,99 (т.е. чуть меньше параболы), мы можем вычислить перицентр и апоцентр:

  • перицентр = (1-эксцентриситет) * большая полуось = 3000 а.е.
  • апоцентр = (1 + эксцентриситет) * большая полуось = 597 000 а.е.

Хорошо, похоже, что сохранение перицентра внутри зоны означает, что мы не можем растянуть апоцентр достаточно далеко. Что на самом деле нормально. В любом случае, это нестабильная орбита, так что мы уже довольно лихорадочно махаем руками. Мы просто притворимся, что эта орбита работает, потому что она дает нам приблизительный порядок величины периода реальной орбиты: 28 миллионов лет.

Эта планета будет иметь относительно короткий период (несколько миллионов лет) пригодных для жизни температур в перицентре и снова в апоцентре. Он проведет около 10 миллионов лет между ними в глубокой заморозке. Ничего не выживает .

но ждать! а как же квазары?!

Я рад, что вы спросили. Все зависит от того, насколько далеко они находятся.

Согласно вопросу, эта четвертичная система находится «далеко за пределами квазаров». Это, к сожалению, не число. Работая в обратном направлении, давайте посмотрим, где они должны быть, чтобы согреть эту планету во время долгого транзита. Вот что мы знаем:

  • количество = 3
  • масса = 1,5x10^12 солнечных масс каждый
  • светимость = 9,95x10^14 солнечной светимости каждый
  • у них такие же 17x зеркала

Опять же, мы можем рассматривать их как один объект со светимостью 2,985x10^15. Расчет жилой зоны:

  • Начало HZ = 52M AU = 822 световых года
  • Конец ГЦ = 75M а.е. = 1185 световых лет

Все, что нам нужно сделать, это держать нашу планету в пределах досягаемости, и все в порядке.

кроме

Если эта планета находится в обитаемой зоне квазара, звезды просто излишни. На самом деле нам нужно избегать слишком близкого подхода к каждой звезде, чтобы избежать перегрева.

Может быть, это и есть ответ: «лето» — это несколько миллионов лет, ближайших к каждой звезде, а «зима» — время между ними. Конечно, это испортит ваш взгляд. Видимый размер этих квазаров не изменится, если они уйдут от 1150 световых лет до 1160 световых лет.