Излучение двойных звездных систем и как оно повлияет на планету, вращающуюся вокруг обеих звезд

Это во многом отвечает на ваши вопросы: Обитаемость двойных звездных систем .

Что касается излучения, размер, состав и активность ядра планеты могут определять силу ее магнитосферы. Это невидимый щит планеты, способный отражать космическое излучение.

Что касается самой жизни, то некоторые виды лучше других противостоят воздействию радиации. Сама внеземная жизнь может быть устроена по-другому, чтобы быть более невосприимчивой к радиации. Возможно, когда-нибудь человеческое развитие сможет решить и эту проблему.

Ответы: Если ваша планета имеет орбиту P-типа, любые аккреции между двумя звездами должны быть в значительной степени безвредны для вашей планеты. Если ваша планета имеет орбиту S-типа, расстояние между звездами, необходимое для поддержания этой орбиты, будет достаточно большим, чтобы аккреции не были большой проблемой...... однако, как и во всех космических катастрофах, если он достаточно большой и попадает в нужное место, все кончено.

Если каждая планета примерно такого же размера, как Земля, но приливные силы только в три раза больше, чем сила, вызванная Луной, то они разделены расстоянием примерно в 1 154 527 километров, или примерно в 3 раза больше расстояния между Землей и Луной, с угловой размер около 0,287 градуса — для сравнения, Луна имеет угловой размер на небе около половины градуса. У них будет период обращения друг относительно друга (или «месяц») около 101 дня.

Из всего этого мы можем сделать вывод, что двойные планеты не окажут существенного влияния на количество света или радиации, которые каждая из них получает, и мы можем рассматривать их как отдельные, индивидуальные планеты, насколько это касается обитаемости по отношению к звездам. Это очень плохо, потому что если бы это была тесная двойная планета, то мы могли бы положиться на эффект затенения, чтобы уменьшить проблемные эффекты белого карлика.

Звезда главной последовательности массой 0,5 массы Солнца будет иметь светимость около 6-7% от солнечной (светимость компактного белого карлика должна быть незначительной), поэтому для получения такой же инсоляции, как у Земли, система двойных планет должна будет орбита намного ближе - около 37 400 000 километров. Это чуть более чем в 9 раз превышает расстояние между двумя звездами, поэтому орбита должна быть стабильной. Тогда в году будет 45,65 дня — меньше половины длины месяца!

Кажется вероятным, что такие планеты будут связаны друг с другом приливами, хотя, конечно, это не обязательно . Если они есть, то месяц равен звездному дню, и каждый из них будет зафиксирован в своем положении на небе другого. Тогда солнечные сутки были бы равны

$\frac{L_{Year} L_{Month}}{L_{Year} - L_{Month}} = ~-83.27 Earth days$

предполагая прямое вращение двойной планеты (где отрицательный знак указывает на то, что солнце пересекает небо в направлении, противоположном тому, что вы обычно ожидаете), или$~31.44 Earth days$для ретроградного вращения. Во всяком случае, игнорируя эффекты раскачивания Солнца взад и вперед из-за его собственной орбиты вокруг своего бинарного партнера.

Если вы волшебным образом допустите, что светимость и продолжительность года такие же, как для нашей Земли и Солнца, то солнечные дни, предполагающие, что двойные планеты приливно связаны друг с другом, станут$~139.68$и$~79.15$Земные сутки соответственно.

Расстояние от Земли до Солнца колеблется от 147 500 000 до 152 600 000 км в течение года, что составляет примерно 1,7% в обе стороны от среднего значения. Предполагая идеально круговые орбиты, изменение расстояния между любой долей двойной планеты и звездой главной последовательности будет варьироваться от минимума$0.25AU - 4,023,360 km - 577263.5 km = ~0.219AU, ~32,798,844 km$и максимум$0.25AU - 4,023,360 km - 577263.5 km = ~0.281AU, ~42,000,091 km$для низкой светимости, близкой к орбите, что дает отклонение от среднего значения на 12,3%; или между$1AU - 4,023,360 km - 577263.5 km = ~0.969AU, ~144,997,247 km$и$1AU + 4,023,360 km + 577263.5 km = ~1.03AU, ~154,198,494 km$, для отклонения около 3,1% от среднего.

Инсоляция в умеренных широтах колеблется более чем на 12% между летним и зимним солнцестоянием, поэтому я бы сказал, что даже самый экстремальный вариант здесь все же должен быть приемлемым, хотя были бы заметные планетарные сезоны с не очень прямолинейной суммой. паттерны синусоид, вызванные этими вариациями, вдобавок к тому, что вы могли бы получить из наклона двойной планеты по отношению к ее орбите вокруг солнц. Немного расширить орбиту также может быть хорошей идеей, поскольку эти суммы синусоидальных вариаций расстояния приведут к более равному времени в горячем и холодном режимах и, следовательно, к большему времени в горячем режиме, чем Земля испытывает. из-за эксцентриситета орбиты.

Итак, единственное, о чем вам действительно нужно беспокоиться, — это излучение белого карлика и последствия затмений одной звезды другой. Большую часть времени белый карлик будет просто ярким пятнышком на небе, которое мало способствует теплу двойной планеты, но немного увеличивает ультрафиолетовую и рентгеновскую нагрузку. Это должно быть вполне выживаемо с достаточно плотной атмосферой. Иногда вы получаете перерыв от избыточного ультрафиолетового излучения из-за затмения звездой главной последовательности. Низкая светимость белого карлика означает, что мы можем игнорировать небольшое уменьшение инсоляции из-за его затмения. И, поскольку белые карлики крошечные, прохождение звезды главной последовательности белым карликом также должно иметь незначительное влияние на инсоляцию, получаемую планетами.

Однако это катастрофический бинарник. Он находится на грани такового, но, вероятно, у него будут повторяющиеся события новой звезды с частотой порядка десятилетий, а может быть, и столетий. Если новая звезда произойдет, когда белый карлик находится в поле зрения одной из планет, он будет стерилизован. И не только сторона света, обращенная к звезде — тысячекратная солнечная яркость испортит всю планету. Итак, нам нужно выяснить, какова вероятность того, что белый карлик затмится с точки зрения двойной планеты в любой момент времени. Это довольно сложно сделать точно, но нам действительно нужен порядок величины, поэтому мы будем рассматривать только одну долю двойной планеты за раз.

Для орбиты 1 а.е. средний угловой размер звезды главной последовательности составляет около 0,4272 градуса, а полное угловое отклонение белого карлика составляет около 3,08 градуса. На самом деле он проведет больше времени на краях своего пути, вне затмения, чем на выравнивании со звездой главной последовательности, но мы будем великодушны в целях оценки порядка величины и предположим, что он проведет такое же время. во всех угловых положениях. Половину времени она перекрывается со звездой главной последовательности, она будет в затмении, что соответствует примерно 7% времени. Это означает, что для любого данного события новой звезды вероятность того, что одна половина двойной планеты будет стерилизована, составляет более 93%, и намного больше (поскольку события не коррелированы), чем 87% вероятность того, что обе будут стерилизованы. . Если новые звезды появляются примерно раз в столетие,

Облом.

Для более близкой орбиты с низкой светимостью угловой размер звезды главной последовательности составляет около 1,7 градуса, а угловое отклонение белого карлика составит около 12,28 градуса. Это дает приблизительную 13%-ю вероятность того, что произойдет затмение, что по-прежнему приводит к щедрому ожидаемому значению в 132 года, прежде чем вся жизнь будет уничтожена.

Подводя итог: большую часть времени аккреция и изменения орбитального расстояния должны находиться в пределах диапазонов, благоприятных для жизни, при условии, что планеты в остальном имеют хорошие условия. Но случайные вспышки новой радиации от белого карлика из-за долговременной аккреции действительно сделали бы жизнь невозможной.

Чтобы исправить это, вы захотите дать двойным звездам орбитальный период намного больше, чем несколько дней, чтобы гарантировать, что белый карлик остается неподвижным, и в результате вам понадобится более крупная и яркая звезда главной последовательности, чтобы вы может поместить двойную планету на достаточно большое расстояние, чтобы орбита оставалась стабильной и она по-прежнему получала достаточно света.