Могут ли все спутники газового гиганта быть пригодными для жизни, если эта планета находится в обитаемой зоне?

Я прошу это как основу для Мира (в данном случае Луны), который я делаю. Я придумал несколько разных проблем и некоторые возможные решения этих проблем:

  • Все эти вопросы предполагают, что луны искусственно созданы или модифицированы гораздо более развитой расой и искусственно выведены на орбиту. При этом они могут исказить физику, а не сломать ее. Поэтому я задаю эти вопросы, основываясь на этой идее.

  • Если бы луны вращались вокруг эклиптики, были бы длительные периоды, когда луны затмевались бы от основного. Если только... они вращались вокруг полярного круга. Не будет ли с этим проблем? Если циркумполярность слишком надуманная или в ней есть скрытые проблемы с физикой, может ли ось вращения самой планеты в стиле Юпитера быть близкой к оси эклиптики, чтобы ее луны вращались подобно циркумполярным?

  • Могут ли существовать несколько лун земного размера с земной атмосферой на орбите вокруг газового гиганта размером с Юпитер? Или приливное притяжение разделит атмосферу?

  • Если предположить, что у лун есть активная тектоника, как у Земли, будет ли магнитосфера этих лун достаточно сильной, чтобы защитить тех, кто на ней живет?

  • Можете ли вы определить какие-либо другие проблемы, которые могут возникнуть у пригодных для жизни лун, вращающихся вокруг газового гиганта?

ТИА.

Активная тектоника не является обязательным требованием для магнитосферы... ключом здесь является вращающееся железное ядро. Я действительно не могу найти много информации о взаимодействии между магнитными полями лун и планет и о том, как они взаимодействуют.
Затмения не будут серьезной проблемой, так как они будут длиться всего несколько часов в течение «месяца» — периода обращения конкретной луны. Подумайте о том, насколько коротким бывает даже лунное затмение на Земле. Я думаю, что все остальные вопросы зависят от того, как давно луны были выведены на орбиту. Потеря атмосферы, приливные затворы и т. д. должны занять по меньшей мере сотни миллионов лет. Разумная продвинутая раса также очистила бы орбитальный мусор, так что потребовалось бы значительное время, чтобы накопить больше.
Все это отличные моменты. Я посмотрел, сколько времени требуется луне, чтобы зафиксироваться приливом, и этот предел быстро растет, чем больше масса луны. Итак, я думаю, можно с уверенностью сказать, что недавно размещенные спутники будут оставаться на орбите в течение довольно долгого времени, замедляясь всего на несколько минут в столетие (если мои расчеты верны). Что касается атмосферы... тут можно только догадываться - я еще не нашел для нее уравнений.
Другой вопрос: может ли газовый гигант размером с Юпитер существовать так близко к Солнцу? Повышенная температура поможет утечке H и легких газов даже с большой планеты и уменьшит ее размер.
Я читал блоги, посвященные спутнику Кеплер. Я был уверен, что читал, что вокруг ближайшей звезды был обнаружен газовый гигант размером больше Юпитера... но мне не хватает навыков гугления, видимо, потому, что я не могу снова найти статью.
Разве тот факт, что упомянутая луна проводит большую часть своего времени в тени газового гиганта, не вызовет ряд проблем?

Ответы (2)

Если Луна была достаточно большой, чтобы удерживать атмосферу, то в принципе нет причин, по которым она не могла быть терраформирована. Однако были бы некоторые интересные осложнения.

Во-первых, луна, вращающаяся вокруг газового гиганта, вероятно, будет заблокирована приливом одной стороной к главной. Дни будут очень короткими, но полушарие, обращенное к главной звезде, будет освещено самой главной звездой, а также главной звездой и Солнцем на части орбиты и в темноте в течение очень короткого периода времени. Сторона, обращенная к первичному элементу, будет иметь «горячий полюс», где первичный элемент находится в зените, а противоположная сторона будет иметь «холодный полюс», поэтому атмосферная и гидросферная циркуляция и тепловые потоки будут доминировать над этим.

Ведущее полушарие Луны будет омыто энергетическим излучением, захваченным основной магнитосферой, в то время как заднее полушарие будет относительно экранировано. Взаимодействие между энергией, выделяемой горячим полюсом, и «ведущим полюсом» можно определить как серию концентрических полос, расположенных под углом 90 градусов друг к другу, в результате чего Луна покрыта своего рода шахматной доской экосистем, основанных на входе энергии.

В зависимости от количества других лун, ядро ​​этой луны может быть «замешано» многочисленными и перекрывающимися гравитационными притяжениями во время ее орбиты, что делает луну довольно активной тектонически. Множество вулканов и активных плит сделают поверхность довольно активной, а также погружают много воды и карбонатных пород. Циклы гидротермы и углекислого газа на этой луне будут намного быстрее, чем на Земле.

Поскольку мы находимся в центре очень глубокого гравитационного колодца, следует ожидать, что Луна также подвержена множеству столкновений с астероидами и кометами. Это добавит много воды на Луну, но также сбросит экологические «квадраты», которые были поражены, а это означает, что эволюция будет идти урывками, если на Луне уже была или была засеяна какая-то «местная» жизнь.

ЕСЛИ бы Первичный полюс был опрокинут, как Уран, а луны все время находились на орбите, обращенной к Солнцу, тогда положения «горячего» и «ведущего» полюсов были бы другими. На самом деле будет третий полюс, где первичный элемент все время находится над головой, а солнце садится под большим углом, но также постоянно освещается первичным. Не было бы суточного цикла, как мы его понимаем, но солнечный и горячий полюса всегда были бы освещены, в то время как темный полюс (противоположный солнечному полюсу) был бы во тьме, а холодный полюс имел бы только солнечное освещение, но более постоянное, чем полюс холода первого примера. Попытка проследить потоки энергии в этих лунах была бы действительно очень интересной.

Я думал, что только спутники, ближайшие к пределу Роша, будут заблокированы приливом. Другие, внешние, луны должны иметь возможность свободно вращаться. Но, честно говоря, я не уверен в этом, так как не занимался математикой.
И да, я знал, что все эти луны будут иметь очень активную тектонику. Не уверен, НАСКОЛЬКО активен, но чертовски активен, чтобы быть уверенным.
Наконец, я надеялся, что сильная магнитосфера Луны смягчит большую часть, если не всю магнитосферу Газового Гиганта; таким образом удерживая уровни энергии на несколько разумных уровнях. Не слишком ли это наивный вывод?
Многочисленные коллизии были проблемой, о которой я не думал, если честно. А как насчет газового гиганта, который поможет убрать астероиды с игрового поля, как это делает для нас Юпитер?
Все основные спутники Юпитера заблокированы приливом, поэтому, даже если они начинают с вращения, через эоны они заблокируются. Сильная магнитосфера в некоторой степени ослабит поле первичной обмотки, но не на 100%. Увеличение количества газовых гигантов может создать хаотичную ситуацию во внешней системе, а большое количество комет и астероидов на неустойчивых орбитах станет еще большей проблемой. Даже в этом случае луны были бы обитаемы, просто опасны.
Что, если бы луны были помещены в спин-орбитальный резонанс?
Спин-орбитальный резонанс сделал бы расчеты еще более странными. Относительное положение горячих, холодных, ведущих и тренировочных точек будет во многом зависеть от того, каковы точно периоды вращения и орбиты. Существовала бы очень сложная структура климатических и экологических зон, и жить там было бы довольно сложно.
Я сделал математику. Во всяком случае, математика из Википедии. Количество времени, которое потребуется спутникам большой массы, чтобы стать приливно-запертыми, довольно велико. И, если изначально «поместить» на орбиту вокруг планеты с вращением, это вращение будет затухать (если я правильно рассчитал) довольно медленно. Меньшие луны, кажется, довольно быстро запираются. Земля имеет массу 5,972E24 кг, а Ганимед - 1,4819E24 кг, поэтому приближение Земли к Ганимеду довольно безопасно (во всяком случае, на планетарном уровне). Это ДЕЙСТВИТЕЛЬНО вызывает более важный вопрос: должны ли луны находиться в резонансе Лапласа?
Я склоняюсь к вашим расчетам. А так как это ваша история, вы вполне вольны устанавливать любые начальные условия, какие вам заблагорассудится. Я бы выбрал луны, заблокированные приливом, просто потому, что так легче (во всяком случае, для меня) удерживать в уме различные зоны и описывать местоположение с некоторой точностью и подробностями. Попытка сделать то же самое со спин-орбитальным резонансом добавляет сложностей, но добавляет ли это вашей истории? Иногда «лучшее — враг хорошего», и количество времени, затрачиваемое на расчеты, может отвлекать внимание от повествования (а это то, чего мы все с нетерпением ждем).
Я признаю, что это построение мира для ролевой кампании с ручкой и бумагой. Теперь вы можете распять меня на досуге. :-)
Не нужно извиняться. Если вы готовы вложить столько труда в создание мира для своих игроков, они должны это очень ценить. Не забудьте приложить столько же усилий и к повествованию....
На луне не может быть никакой точки, «всегда обращенной к солнцу», хотя при достаточно большом наклоне полуночное солнце может держаться долго.

У нас есть ледяные гиганты с плоскостью планеты почти под прямым углом к ​​Солнцу, так что проблем нет.

Я не думаю, что приливы разрушат атмосферу. Небольшой размер делает его склонным к потере воздуха в космос.

У одного из спутников Сатурна плотная атмосфера. У одного из спутников Юпитера есть магнитное поле, но этого недостаточно, чтобы защитить его от излучения Юпитера. Что касается инженерии планетарного масштаба, поищите план Роберта Л. Форварда (и др.) о том, как осушить земные пояса Ван Аллена. Увеличенная версия могла удалять радиацию вокруг гиганта и снабжать энергией.

Земля настолько мала, насколько это возможно, и иметь тектонику плит. Однако это не то же самое, что наличие магнитного поля.

Может быть (с прямым шунтом) магнитное поле гиганта могло бы защитить все спутники, а не создавать опасность, как в случае с Юпитером.

Прохладный! Прочитал работу Форварда - Яйцо Дракона. Я думал, что это было довольно хорошо. К сожалению, я не знаком с прямым шунтом. У вас есть ссылка?
Кроме того, мое небольшое и очень поверхностное представление о поясах Ван Аллена, о юптероподобной планете не очень способствует счастливой жизни на лунах. Если луны не были в пределах предела Роша (и, следовательно, больше не луна), они будут уничтожены всеми этими заряженными частицами. Я думаю, им нужен был бы свой собственный, очень мощный пояс Ван Аллена. Я имел в виду тектонику, потому что активная тектоника означает расплавленное ядро. Это означает, что вы получаете более мощное магнитное поле. У таких планет, как Марс, есть поле, но оно намного слабее, IIRC.
@Hirahito, я признаю, что не очень хорошо это понимаю, однако магнитное поле Сатурна и радиационные пояса не так интенсивны, как у Юпитера. Возможно, другие газовые гиганты больше напоминают Сатурн и его окрестности, чем Юпитер, и в этом случае этот регион становится гораздо более пригодным для жизни.
с/это/это/это не "это" :)
Радиационные пояса WRT и т. д. Предполагается, что луны были выведены на орбиту (и терраформированы?) развитой цивилизацией. Упомянутая цивилизация, безусловно, настроила бы магнитное поле газового гиганта и так далее на все, что было необходимо, чтобы сделать планеты удобными - для них, если не обязательно для людей :-)
Правда: жизнь на Европе может зависеть от радиации, вызывающей реакции в верхнем слое льда с образованием необходимых молекул.