Кольца и обитаемость на других планетах

Это вторая часть вопроса , которую я разделил, потому что это две совершенно разные проблемы. Предполагая совершенно стабильный кольцевой мир:

Предположим, что существует более традиционный плоский кольцевой мир, который не такой массивный (первое описание Нивена имел толщину всего в километр и массу Юпитера) и намного ближе к звезде, далеко за пределами обитаемой зоны. Планета на дискретной орбите «позади» мира-кольца имеет весь солнечный свет, закрытый кольцом. Какое тепло может получить эта планета, чтобы сделать ее пригодной для жизни? Будет ли солнечная радиация переливаться за борта? Мог ли сам (металлический) кольцевой мир, поглощая энергию Солнца, излучать заметное количество энергии со своей темной стороны в космос и создавать обитаемую зону, в которой находилась бы эта планета?

Вам понадобится очень большой кольцевой мир или очень стабильная планетарная орбита с наклоном, идеально соответствующим кольцевому миру, чтобы заблокировать целую звезду. Я предполагаю, что 1 км - это толщина, перпендикулярная поверхности? Каков размер кольца выше или ниже плоскости кольца?
@zstewart Niven имеет ширину в миллион миль, упомянутая толщина в 1 км действительно является толщиной, перпендикулярной плоской поверхности. Кольцо, которое я себе представлял, могло быть размером в 1 миллион или просто диаметром планеты. Единственная предполагаемая граница этого вопроса состоит в том, что прямой солнечный свет не достигает поверхности или атмосферы планеты.
Так что просто для удовольствия, расчеты минимального размера; если планета размером с Землю и имеет земную орбиту, а кольцо имеет радиус, подобный орбите Венеры, а звезда размером с Солнце, минимальная ширина, чтобы полностью заблокировать звезду, составляет 1,2 миллиона километров. И это предполагает, что орбита планеты всегда идеально совпадает с кольцом. Любое незначительное отклонение орбиты выше или ниже плоскости кольца приведет к попаданию солнечного света. Если кольцо имеет меньший радиус, оно должно быть еще толще.
aleph.se/andart/archives/2014/02/torusearth.html По этой ссылке рассказывается о временах года, гравитации и других вещах о мирах-кольцах.

Ответы (3)

Как сказал Педро, геотермальная/сейсмическая активность была бы хорошим способом для того, чтобы планета вырабатывала собственное тепло. Хочу ответить на другие вопросы:

Будет ли солнечная радиация переливаться за борта?

У меня меньше возможностей ответить на этот вопрос, но я думаю, что это зависит от самого мира-кольца. Например, магнитосфера Земли отклоняет большое количество солнечного излучения вокруг Земли, поэтому, если предположить, что подобная магнитосфера (магнитороид?) окружает кольцо, вполне вероятно, что часть излучения будет отклоняться вокруг кольца. Однако вряд ли этого будет достаточно, чтобы нагреть планету.

Соответствующая иллюстрация: http://cdn.inquisitr.com/wp-content/uploads/2016/04/magnetosphere11.jpg

Может ли металлический кольцевой мир излучать значительное количество энергии со своей темной стороны в космос?

Если мы предположим, что мир-кольцо представляет собой идеально черное тело (коэффициент излучения 1) и имеет ширину, равную диаметру Земли, и передает энергию, полученную Землей от нашего собственного Солнца, с квадрата на его поверхности 7914 м x 7914 м ( диаметр Земли в квадрате):

1.74x10^18 W = (1)*sigma*62.69x10^6 m^2 *T^4

[алгебра]

Поверхность Кольца должна иметь температуру около 26 450 К. Примерно в 4,5 раза больше температуры поверхности Солнца. Это огромное приближение (попытка примерно объяснить, сколько радиации наша планета может получить от мира-кольца), но оно не кажется правдоподобным. Если бы рассматриваемое кольцо было значительно больше по размеру (в основном, по ширине) и, таким образом, могло бы поглощать и излучать больше тепла за счет большей площади поверхности, оно могло бы приблизиться к «возможному», но я не думаю, что одного этого было бы достаточно, чтобы нагреть планету.

Геотермальная энергия была бы наиболее вероятным и реалистичным способом получения тепла. Творческий способ сделать это, хотя вам и не обязательно, состоит в том, чтобы сделать электромагнитное поле мира-кольца настолько сильным, чтобы оно мешало ядру другой планеты, вызывая сейсмическую активность и, следовательно, тепло.

Что касается благоустроенности, то вам, наверное, следует сделать большую часть мирового океана и небольшие вулканические острова. Вода удерживает тепло намного лучше, чем воздух, поэтому большая часть жизни будет тусоваться возле термальных источников на морском дне или у берегов действующего вулкана, где достаточно остаточного тепла от лавы.

У меня тройка по биологии, так что я не эксперт, но большинство экосистем, о которых мы знаем, основаны на равновесии флоры и фауны, и на планете, которую вы описываете, фотосинтез не подходит. Поэтому я бы предложил поискать альтернативные способы получения планетой энергии. Надеюсь это поможет :)

Если вы хотите, чтобы солнечный свет падал на стороны кольцевого мира, вы можете прибегнуть к зеркалам. Стороны кольцевого мира могут быть сделаны из прозрачного материала, и сделать это так, чтобы свет от звезды преломлялся и концентрировался на плоскости орбиты планеты, должно быть несложно. Однако, в зависимости от угла преломления и расстояния между кольцом и планетой, это может привести к тому, что солнечный свет будет направлен на более высокие широты планеты.

Другая возможность, если вы готовы пожертвовать некоторым пространством в мире-кольце, состоит в том, чтобы сделать середину мира-кольца прозрачной. Таким образом, часть солнечного света падала бы на планету по более или менее прямому пути, как будто мира-кольца не было.

Кроме того, поскольку кольцевой мир находится так близко к звезде и получает так много избыточного света, вы можете покрыть часть его солнечными панелями, а затем излучать энергию (в подходящей форме, например, микроволнах) на планету, чтобы ее жители могли ее уловить. . Это предполагает, что ваши обитатели кольцевого мира заинтересованы в том, чтобы жители планеты оставались живыми и здоровыми.