Какой состав атмосферы мне нужен, чтобы поддерживать земную температуру на орбитальном расстоянии моей планеты; насколько близко должен быть мой пояс астероидов?

Мне нужно нагреть мою планету, и я решил, что есть два наиболее правдоподобных и контролируемых способа сделать это: увеличить количество бомбардировок метеороидами из близлежащего пояса астероидов и изменить состав атмосферы. Моя планета расположена на расстоянии 2,14 а.е. от звезды Солнца размером 1,71 L , что дает звезде 37,3% видимой яркости Солнца с Земли.

А п п а р е н т Б р я г час т н е с с знак равно л ты м я н о с я т у / Д я с т а н с е 2

А Б знак равно 1,71 * С о л / 2.14 А U 2 знак равно 0,37340

Поэтому мне нужно восполнить оставшиеся 62,66% (или, может быть, чуть меньше, если я хочу холодную планету) поступающей энергии комбинацией:

  1. Метеороиды, входящие в атмосферу: Согласно этому предыдущему вопросу , мне нужно примерно в 200 раз больше среднегодовой массы метеорных тел, которые входят в атмосферу Земли, чтобы компенсировать потерю солнечной радиации. Цифры в связанной статье немного отличаются, но просто для того, чтобы доказать, что это все еще примерно правильно:

6371 км Радиус Земли * 1,5, включая атмосферу, примерно = 10 000 км. 10 000 км 2 * 4π = 1 256 000 км 2

/2 для количества, подверженного воздействию солнечного света в любой момент времени и переведенного в м 2 = 628000000000 м 2

Годовая освещенность дневной стороны Земли = 21,6 МДж/м 2 /год * 628000000000 м 2 = 1,35648(10 13 ) МДж/год

0,6266 * Ans = 8,4997037(10 12 ) МДж/год, необходимое для пополнения для достижения диапазонов температур, подобных земным .

К Е знак равно м в 2 / 2

Согласно вышеупомянутому ответу на мой предыдущий вопрос, предполагается, что средняя скорость приближающегося метеороида составляет 50 км/с.

Теперь мы просто определяем необходимую массу, чтобы бомбардировать атмосферу моей планеты, чтобы получить желаемую кинетическую энергию.

8,4997(10 12 ) МДж/год = 8,4997(10 18 ) Дж = (м * 50000 2 м 2 /с 2 )/2

1,700(10 19 ) МДж/год / 50000 2 м 2 /с 2 = m = 6,800 млрд кг/год

В атмосферу Земли ежедневно попадает около 100 тонн метеорных тел.

100 тонн * 365 дней = 36500 тонн/год в пересчете на кг = 33112243 кг/год

6,80 млрд / 33,1 млн = 205

Насколько густонаселенной астероидами должна быть орбита моей планеты, чтобы обеспечить такое количество метеороидов? Возможно ли, чтобы орбита планеты массой 0,6 массы Земли была настолько загромождена обломками?

  1. Мощный парниковый эффект: состав моей атмосферы должен быть достаточно похож на земной, чтобы поддерживать гуманоидную жизнь на основе углерода. Я создаю этот мир для нескольких возможных сюжетных линий, и я не хочу, чтобы читатели обязательно думали о жителях моей планеты как об инопланетянах .

  2. Приливное нагревание от большой луны моей планеты: Моя луна имеет массу 5,7 Луны. Согласно лучшему ответу на этот вопрос , даже это не сильно нагреет мой мир.

  3. Более высокое содержание радиоактивного материала в мантии, а именно тория и урана: согласно другому наиболее популярному ответу на этот вопрос , я могу использовать тепло, выделяемое в цепочках распада тория и урана, чтобы увеличить тепло, передаваемое на поверхность моей планеты и излучаемое ею. . Однако, согласно комментариям к этому ответу, для меня было бы неправдоподобно иметь гораздо более высокий процент этих материалов, чем Земля в своей мантии, потому что более тяжелые элементы имеют тенденцию аккрецировать на более близких орбитах к звездам, а на моей планете много воды. содержание и другие летучие вещества. Более вероятно, что Ясми образовалась за линией замерзания и могла быть отбуксирована в обитаемую зону Великим галсом главного газового гиганта моей системы.

  4. Наконец, и это последнее средство, я могу зажечь свою звезду. Насколько я помню, единственный способ увеличить светимость белой звезды главной последовательности — это увеличить ее массу, а я не могу этого сделать, не изменив орбитальные периоды всех остальных объектов в моей системе. Я уже написал основы календаря, поэтому я бы предпочел этого не делать.

Пожалуйста, дайте мне знать, если я что-то упустил, и большое спасибо всем за помощь, которую вы мне оказали, чтобы добраться до этого момента!

С нетерпением жду ваших ответов, <3 R

Что на самом деле мешает вам изменить светимость звезды? Изменение календаря в принципе не должно быть таким сложным; рассчитайте новый орбитальный период, затем укоротите день/месяц/год соответствующим образом (вырежьте несколько дней из каждого месяца, вырежьте последний месяц, укоротите каждый день на час, в зависимости от ваших целей). В противном случае я бы рекомендовал парниковый эффект; приливное нагревание и радиоактивный материал не будут эффективно масштабироваться, и в астрономических масштабах времени вы не сможете постоянно получать необходимую метеоритную бомбардировку (у вас кончится материал, по крайней мере).
Я полагаю, вы правы. Я не должен быть так привязан к своей календарной системе, я просто думаю, что 44-месячный год с шестью дневными неделями — это довольно круто, и я уже придал некоторое культурное значение весеннему равноденствию и количеству дней в «месяце» по солнечному календарю. календарные общества в любом случае. но это не страшное изменение, я просто слишком к нему привязался.
Почему вы рассчитываете кажущуюся яркость? Разве температура черного тела не была бы более актуальной?

Ответы (2)

Метан предположительно в 13 раз или более сильнее, чем CO2, как парниковый газ, он бесцветен, не имеет запаха и не токсичен даже при самых высоких концентрациях, хотя человек все еще может задохнуться из-за недостатка кислорода. Метан легко преобразуется только в присутствии озона и галогенных окислителей, которые не обязательно должны присутствовать в нижних слоях атмосферы в достаточном количестве, и действительно, если вы сделаете атмосферу более плотной для сохранения тепла, вам не понадобится столько озона где-либо в воздушной толще.

Если предположить, что вы могли бы вывести свою планету на орбиту горячего газового гиганта, Юпитер излучает почти в два раза больше тепла, чем получает от Солнца, теоретически другой состав и/или более крупный гигант будут иметь еще большую мощность. Если «луна» также находится на орбите упомянутого гиганта в резонансе 2:1 с планетой, она обеспечит гораздо больший приливный нагрев, газовый гигант обеспечит часть энергетического бюджета, а орбитальное облако обломков метеоритный материал, необходимый для прямого нагрева атмосферы. .

В связи с этим подумайте о составе метеоров, падающих дождем на этот ваш мир, некоторые материалы, например, если бы у вас были богатые метаном кометы, пролетающие над верхними слоями атмосферы, могли бы иметь интересные вторичные эффекты. При такой высокой скорости бомбардировки у вас будет почти постоянный дождь из переконденсированного пара из кусков камня и металла, которые сгорают в атмосфере. химия.

Это некоторые предложения высшего уровня. Я не собираюсь добавлять в свою систему горячий Юпитер, потому что это, вероятно, испортит остальную часть системы, которую я разработал, но я определенно начну больше сосредотачиваться на метане, чем на озоне и углекислом газе! Это очень полезно знать. Спасибо!
Озон — важная вещь, о которой следует помнить, или, что более важно, блокирование «чрезмерного» ультрафиолетового излучения от достижения поверхности важно, если вы хотите, чтобы «жизнь, какой мы ее знаем», действовала в этом мире.

Вероятно, вы могли бы сделать это, загрузив атмосферу углекислым газом. Я понятия не имею, сколько потребуется, но Земля получает существенный парниковый эффект от 0,04% CO2 в своей атмосфере. Хотя добавление большего количества CO2 снижает парниковый эффект из-за процесса, называемого полосовым насыщением, каждый газ может поглощать инфракрасное излучение только определенных длин волн , и как только газа становится достаточно, чтобы рассеивать большую часть света этих длин волн, добавляется больше этого газа не будет иметь такого большого значения. Так что, может быть, вам лучше добавить кучу разных парниковых газов.

Однако есть способ увеличить светимость звезды, не изменяя ее массы: пусть она стареет. Вы правы в том, что масса и светимость звезд главной последовательности очень сильно коррелированы, но как только звезда сжигает весь водород в своем ядре, она расширяется до красного гиганта , увеличивая свой радиус примерно в 200 раз и его светимость тысячекратна. Чуть больше, чем 3-кратное увеличение светимости, которое вы ищете, но ваша планета ненадолго станет пригодной для жизни, когда звезда превратится в красного гиганта. Я понятия не имею, как долго может продолжаться этот обитаемый период.

После фазы красного гиганта, когда ядро ​​звезды становится достаточно горячим, чтобы превратить гелий в углерод и кислород, она опускается в горизонтальную ветвь со светимостью, в 50-100 раз превышающей светимость Солнца. Ближе к тому, что вы ищете, но не полностью.

Я беспокоился о кислотности океана, но теперь, когда я думаю об этом, это не было бы такой большой проблемой, как на Земле, потому что у меня на Ясми гораздо больше океана. Спасибо! CO2 определенно сделает это, а там, где это не удается, я начну с CH4 и водяного пара.
Какой состав атмосферы мне нужен, чтобы поддерживать земную температуру на орбитальном расстоянии моей планеты; насколько близко должен быть мой пояс астероидов?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v