Сеттинг, который меня интересует, будет включать холодную планету (достаточно холодную, чтобы большинство водоемов замерзло — я имею в виду среднюю глобальную температуру -20°C или ниже). Простейшим способом было бы иметь планету далеко от своей звезды. Однако я бы не хотел иметь дело с аспектом слабого освещения, поэтому мне было интересно, есть ли способ избежать этого. Уровень яркости, к которому я стремлюсь, выше «Солнце, как видно с Марса».
Без атмосферы было бы легко, но это не совсем то, к чему я стремлюсь. Я бы предпочел атмосферу, в которой возможна человеческая жизнь. (Я имею в виду дыхание. При необходимости можно предусмотреть отдельную защиту от космических лучей) Я бы предпочел погоду (например, землю, покрытую снегом, будь то на водной основе или что-то еще, что также повысит альбедо). Я понимаю, что на Земле было несколько эпох снежного кома, но мне интересно, может ли существовать планета с вышеуказанными характеристиками, основное состояние которой — «снежный ком».
Кроме того, возможно ли это с голубой звездой?
Просто удалите из атмосферы парниковые газы: CO2, H2O, CH4, например.
Это уменьшит количество инфракрасного излучения, улавливаемого атмосферой, и, как следствие, снизит температуру.
Имейте в виду, что, поскольку климат представляет собой сложную систему с несколькими обратными и прямыми связями, планета-снежный ком укрепит свои условия: больше воды в виде льда ==> меньше воды в атмосфере ==> более низкие температуры ==> больше воды в ловушке в виде льда.
Наша планета находится всего в нескольких тысячах лет от ледникового периода. Чтобы планета, пригодная для жизни, была покрыта льдом (или полностью покрыта льдом):
Разница, которая вам понадобится, чтобы иметь планету в требуемом диапазоне, будет на удивление незначительной. Любая из перечисленных корректировок может привести к тому, что планета станет холоднее Земли на тысячи или, может быть, миллионы лет.
В качестве примечания: чтобы иметь местную земную жизнь, на планете в какой-то момент должен был быть открытый океан и теплая земля, чтобы поощрять флору и фауну на суше. Также имейте в виду сезонные колебания. С сезонами из-за осевого наклона это будет означать открытый океан около экватора и дальше к одному полюсу в течение полугода. Для сезонов, вызванных эллиптическими орбитами, это будет означать открытый океан в течение части года и паковый лед в течение другой части.
Ответы, которые вы получили, великолепны! Я хотел бы добавить их, особенно L.Dutch:
Мы можем добавить к этому ответу, включив вулканическую активность. Приличный супервулкан запустит ядерную зиму. Сверхактивное «огненное кольцо» по всей планете с множеством небольших вулканов потенциально может предотвратить вечно холодную петлю обратной связи. Я мог бы упомянуть что-то вроде среды, поддерживающей создание озона, чтобы предотвратить ненужное накопление льда + обеспечить слабый парниковый газ, но вулканы круче, ха-ха.
Если вы говорите о проблемах с плохим освещением в том смысле, что люди плохо видят, у вас все должно быть в порядке. Человеческий глаз может адаптироваться к резким изменениям уровня освещенности. Например, несмотря на то, что Плутон получает около 1/1000 света, как и Земля, если бы вы стояли на Плутоне в полдень, вы могли бы читать книгу при солнечном свете.
Чтобы получить среднюю температуру -20 градусов по Цельсию, орбита Марса или немного выше была бы подходящей для солнцеподобной звезды с правильными планетарными условиями. Но даже на расстоянии Юпитера (что было бы ОЧЕНЬ холодно) вы бы получили около 3% света, который получаете на Земле. Это может показаться не таким уж большим, но ваши глаза легко справятся с этим, так как человеческий глаз может обрабатывать примерно 4 ступени изменения яркости — диапазон около 1 000 000:1. Например, световой день на улице будет около 100 000 люмен, но даже в ярко освещенной комнате, такой как класс или офис, может быть только около 2 000-3 000 люмен. И как только ваши глаза адаптируются, вы сможете так же хорошо видеть внутри.
Таким образом, на планете, где находится Юпитер, она будет казаться такой же яркой, как и на Земле, но у людей глаза будут расширены больше. Количество света будет примерно таким, какое вы получаете в хорошо освещенной комнате в помещении.
Но на самом деле вам не нужно выходить так далеко, как Юпитер. Равновесная температура на орбите Марса составляет -63 градуса по Цельсию. Таким образом, планета на расстоянии от Марса со скромной теплицей может производить необходимую вам температуру. А Марс получает много солнечного света — примерно половину того, что получает Земля. Человеческий глаз вряд ли заметит разницу. У людей были бы немного более расширенные зрачки, и они все еще воспринимали бы такое же количество света.
Для голубой звезды просто уменьшите расстояние, чтобы скорректировать более высокую светимость звезды. Пригодная для жизни зона Голубой звезды больше, чем у желтой звезды, такой как наше Солнце, поэтому у вас будет больше места для игры с расстоянием.
Солнечная энергия, с другой стороны, должна быть увеличена, чтобы соответствовать доступному свету.
Уже есть хорошие ответы. Если вы не против заняться математикой, посмотрите эффективную температуру планеты. Вы можете рассчитать размер звезды, альбедо планеты и рассчитать эффективную температуру.
Эффективная температура Земли не так уж и далека от -20 градусов по Цельсию, на самом деле это -21 по Цельсию.
https://en.wikipedia.org/wiki/Эффективная_температура#Earth_Effective_Temperature
Некоторые проблемы, с которыми вы столкнетесь, заключаются в том, что без CO2 вашей планете будет трудно проходить фотосинтез, но вы можете сделать планету светлого цвета, чтобы большая часть тепла отражалась, а не поглощалась, и это значительно увеличило бы охлаждение. Покрыть планету льдом — это один из способов сделать ее отражающей.
Кто-то упомянул вулканы, но вулканы коварны. Вулканическая сажа имеет тенденцию быть темной, и считается, что одним из способов, которым Земля вышла из фазы снежного кома, является темная вулканическая сажа, затемняющая лед. (гипотеза не достоверность).
Покройте свою планету белым песком, и она может быть приятной и холодной. Белый песок также может увеличить видимую яркость. Создайте достаточное количество морского льда на Северном и Южном полюсах или, если хотите, постоянный ледник на любом из полюсов.
Вы упомянули об отсутствии атмосферы, но никакая атмосфера на самом деле не нагревает планеты под прямыми солнечными лучами. Луна, например, сильно нагревается под прямыми солнечными лучами. Атмосфера распространяет тепло вокруг, поэтому вам, вероятно, нужна атмосфера.
Вы также можете поэкспериментировать с осевым наклоном и временами года, а также с холодом локально и глобально, если хотите. Много способов пойти с этим.
AlexP
М я еч