Может ли существовать солнечная система с большим количеством пыли и мусора?

Я работаю над научно-фантастическим/фэнтезийным миром в солнечной системе с несколькими обитаемыми, в настоящее время колонизированными планетами. Большая часть действий будет происходить на поверхности одного из них, но я хочу, чтобы фоновые детали были добавлены в сеттинг и дали мне информацию для будущих разработок.

Мне было интересно, может ли существовать солнечная система с огромным количеством природного мусора и пыли, таких как пояса астероидов и тому подобное, которые влияют на космические путешествия таким образом, что корабли не могут разгоняться слишком быстро, опасаясь потерять маневренность и столкнуться с чем-то. . Я говорю плотно. Это также добавило бы элемент неопределенности и неожиданности в космические сражения, так как обычно вы могли бы видеть своего противника издалека с помощью датчиков, но в пыли и обломках скрытность была бы гораздо более осуществимой.

С другой стороны, я хочу, чтобы управление кораблем было похоже на Star Trek или Mass Effect, и мне такое ограничение скорости поможет в этом. Любые предложения в этом духе также будут оценены по достоинству!

РЕДАКТИРОВАТЬ: Вау, не ожидал столько полезных ответов, особенно на мой первый пост! Вы, ребята, делаете мою жизнь намного проще. Сейчас я склоняюсь к диску/полю обломков, так как это кажется идеальным для того, что я имел в виду.

Для дополнительной информации, причина, по которой в этой солнечной системе есть люди, заключается в том, что именно там появилась жизнь, и, поскольку они не разработали сверхсветовую технологию, они в основном застряли там. Думаю назову систему и звезду Апекс. «Родной мир» колонизирует пару других планет в системе, и после гражданской войны между колониями одна из них подвергается орбитальной бомбардировке, в результате чего немногие выжившие ввергаются в постапокалиптическую неразбериху в сотнях миллионов километров от дома.

Возможно, вы захотите рассмотреть газовый тор, а не пыль и камни — посмотрите, например, «Интегральные деревья» Ларри Нивена.
У нас есть это сейчас. Разве не из-за этого дерьма у Star Trek Enterprise есть дефлекторная тарелка? Это снегоочиститель для космоса.
Две звездные системы с большими облаками Оорта могли пройти близко в (относительно) недавнем прошлом. При воздействии достаточного количества облачных объектов вблизи может быть беспорядок, возможно, в течение миллионов лет.
Я думаю, что вы путаете ускорение и скорость. Или «ускорение слишком быстро» означало ускорение до слишком высокой скорости, а не то, как быстро вы меняете свою скорость до конечного значения?
У вас может быть протопланетарный диск, но если это протопланетарный диск, я сомневаюсь, что на нем будут обитаемые планеты. Также космические аппараты могут вылетать из плоскости диска, чтобы его обойти. А если система будет заполнена мусором, планета может ежемесячно получать астероиды, что сделает проживание там очень нерентабельным.

Ответы (9)

То, что вы описали, похоже на очень молодую солнечную систему, где процесс формирования планет все еще продолжается.

Ваша пыль и астероиды — это просто протопланетный диск . Планеты находятся на маленькой стороне, все еще расчищая свое окружение. Родной жизни там, наверное, нет, а шахте полегче. Это вообще может быть поводом туда зайти.

Не могу найти источник, но я помню, что где-то читал, что толщина может составлять около 19% от диаметра. Это довольно много - и внутри есть интересные вещи. Кроме того, вы, кажется, заботитесь о скрытности. Риск подвергнуться нападению может перевесить риск путешествия в скрытой среде. Или нет, но вам все равно нужно войти и выйти.

Исполнение художника протопланетного диска из статьи в Википедии.

Вызов протопланетного диска — это проблема курицы и яйца. Пока диск существовал, планеты еще не сформировались (или, если бы они образовались недавно, у них, вероятно, были бы глобальные магматические океаны).

Дайте ему протопланетный диск :


Изображение в свободном доступе.

Протопланетные диски — это околозвездные диски, которые формируются в начале жизни планетной системы из исходной протопланетной туманности вокруг звезды. Они могут существовать более 10–20 миллионов лет (см. Mamajek et al. (2009) ), а это означает, что жизнь, скорее всего, не сможет развиваться, но вы можете иметь множество протопланет и связанных с ними тел, сохраняя при этом много пыли.

Я бы порекомендовал диск для мусора , но он не обязательно такой плотный. Кроме того, внутри них не обязательно будут тела размером с протопланету, хотя даже тела размером с астероид могут быть опасны для космических путешественников.

Каковы будут плотности на самом деле? Они могут довольно сильно меняться с течением времени. Вот график поверхностной плотности Σ против радиуса р из Dullemond et al. :

введите описание изображения здесь

Первоначально максимальная поверхностная плотность составляет порядка 10 000 граммов на квадратный сантиметр; через 3 миллиона лет этот пик снизился до 100 граммов на квадратный сантиметр. Мы можем использовать уравнение 5 отсюда , чтобы найти пространственную плотность:

р ( р , Z ) знак равно Σ ( р ) 2 π ЧАС опыт ⁡ ( − Z 2 2 ЧАС 2 )
На высоте Z знак равно 0 , и если предположить, что высота шкалы соответствует шкале Chiang & Goldreich (1997) , то на расстоянии около 1 а.е. ЧАС ∼ 0,045 и во время около полумиллиона лет, плотность . . . довольно существенно.

Предложение Шона Рэймонда об мусорном диске может быть лучше моего ответа по нескольким причинам, на которые он указал:

  • Диски из мусора не так уж недолговечны.
  • Они могут содержать большие каменистые планеты; диск обломков, который я предложил, содержит только маленькие планетезимали

Вы должны серьезно рассмотреть это.

Если есть диск, то по какой причине нельзя просто летать выше/ниже него и избегать большей части опасности?
@OrangeDog По той же причине, по которой все наши зонды летают (по крайней мере, изначально) в орбитальной плоскости - для обращения вокруг Солнца требуется чертовски огромное количество энергии, и если вы начинаете с планеты, вы получаете большую часть ее бесплатно - если вы оставаться в одной плоскости.
@OrangeDog Протопланетные диски не тонкие. Даже в Z знак равно ЧАС , плотность по-прежнему будет примерно в 0,60 раза больше плотности при Z знак равно 0 на том же радиусе - и если ЧАС ∼ 0,045 , то это все еще более 4 миллионов миль — примерно в 17,5 раз больше расстояния от Земли до Луны. Поэтому, пытаясь убежать и пролететь выше/ниже его, как только вы окажетесь в Z знак равно 0 (там, где будет большая часть протопланет) займет много времени и сил. Это не так просто.
Это правда, что протопланетные диски не такие тонкие, с типичным соотношением сторон 5% или около того. Однако большие планеты, как правило, опускаются в очень тонкую срединную плоскость, где происходит наибольшее количество действий. При этом, как я уже упоминал в комментарии выше, это проблема курицы и яйца. Пока существует протопланетный диск, каменистых планет еще не существует; они еще формируются. И даже если они полностью сформировались, они еще не могут быть пригодными для жизни, поскольку их поверхности, вероятно, расплавлены. Что вам нужно, так это диск мусора, желательно во время нестабильности (см. ответ ниже)
@SeanRaymond Справедливая точка зрения. Я выбрал 3 миллиона лет в качестве подходящей промежуточной точки, потому что это соответствует самым ранним стадиям формирования планетезималей; Я хотел, чтобы не было настоящих планет, чтобы получить несколько небольших каменистых тел, сохраняя при этом большое количество пыли. Я также неправильно понял состав зрелых дисков мусора; Я думал, что фракция пыли была намного меньше. Тогда я думаю, что ваше предложение лучше.

Неправдоподобно вызывать протопланетный диск: они слишком недолговечны. В этих дисках плавает тонна пыли, потому что там формируются планеты. Если ваши планеты уже сформированы (с нерасплавленными поверхностями), то диска больше нет.

Что вам нужно, так это "диск мусора". Говоря языком астрономов, диски обломков — это пояса или диски каменистых/ледяных остатков формирования планет, которые производят достаточно пыли, чтобы вы могли видеть их напрямую. Вот несколько известных примеров (обратите внимание, что обломки обычно выводятся из спектров, а не видны напрямую; это основные примеры):

введите описание изображения здесь

Большинство дисков обломков относительно холодные, они состоят из тел, находящихся на очень холодных (как у Нептуна) орбитах. Но у некоторых есть более теплые пояса ближе к местам обитания земных планет. Хитрость вот в чем: очень плотные ремни не служат долго.

Лучший способ, который я могу придумать, чтобы иметь сверхплотное поле обломков, — это сделать вашу историю происходящей во время поздней тяжелой бомбардировки. Как бомбардировка Солнечной системы ( https://en.wikipedia.org/wiki/Late_Heavy_Bombardment ), но намного тяжелее. Это вполне правдоподобно с астродинамической точки зрения.

+1; Мне это нравится. Я немного почитал и видел разные статистические данные о времени жизни дисков обломков (многие на порядки превышают время жизни протопланетных дисков). Из любопытства, каков будет срок службы типичного диска мусора здесь?
Диски обломков — то есть пояса комет, которые медленно превращаются в пыль — могут существовать миллиарды лет. Однако фаза нестабильности, во время которой нестабильность орбит планет вызывает массовый поток обломков по всей планетной системе, намного короче, обычно от 0,1 до 10 миллионов лет. Поздняя тяжелая бомбардировка Солнечной системы была довольно слабой по сравнению с тем, что, вероятно, произошло во многих внесолнечных планетных системах.

Эта Солнечная система — всего лишь груда шлака от добычи полезных ископаемых какой-то Цивилизацией Типа 2. Мы думали, что это было естественно, когда мы приехали. Какая-то молодая солнечная система или поздно распустившийся протопланетный диск; но его солнце оказалось слишком старым для этого. Кроме того, отсутствовало большинство ожидаемых более тяжелых металлов.

Какое-то время это было настоящей загадкой.

Потом мы нашли первый из артефактов. Не более тысячи земных лет назад некоторые очень продвинутые горняки превратили большую часть системы в пыль и обломки горных пород. Они оставили пару планет нетронутыми. Вероятно, использовали их в качестве шахтерских лагерей.

Они даже забрали большую часть массы главной звезды. Раньше это был не карлик. Они оставили достаточно массы, чтобы весь этот хлам не уплыл и не вызвал хаоса в открытом космосе.

Это место было бы пустошью, если бы древние горняки не оставили здесь некоторые из своих инструментов; в основном сломанные биты и вышедшие из строя детали. Для них, наверное, хлам, а для нас драгоценные артефакты и технологические чудеса. Вся эта солнечная система превратилась в город технологического бума.

Это центр золотой лихорадки 24 века!

Такая система не будет колонизирована в первую очередь.

В протопланетном диске плавает много мусора, как вы и просили. Но это большое количество обломков, пересекающих орбиты планет, также означает множество столкновений. Они, как правило, плохо влияют на стоимость недвижимости. Действительно плохие вещи.

Большинство здравомыслящих колонистов избегали бы этого, так как слишком велика вероятность того, что на вас с орбиты упадет камень. Если нет какой-то причины, по которой ты не можешь просто пойти к звезде по соседству.

Верно. Было бы почти невозможно вообще добраться до одной из планет из-за боязни столкнуться с чем-то, не говоря уже о попытках колонизировать некоторые планеты!
@YoustayIgo Нет, ты просто активируешь свой плащ пегаса и летишь сквозь него!

Вы можете заполнить свою солнечную систему сочетанием частых газовых облаков и частых поясов астероидов. Это потенциально может вызвать медлительность и позволить скрытность, в то же время позволяя создать обитаемую солнечную систему.

ОП уже сказал все это в вопросе. (S)он хочет знать, может ли/как такая система действительно существовать.
Привет, Gen_Luke, добро пожаловать в Worldbuilding SE. Ваш ответ можно улучшить, объяснив, как плотный газ, пыль и астероиды являются частью Солнечной системы. Здесь мы предпочитаем факты, обсуждение, детали и причины, почему что-то так. Здесь требуется время, чтобы изучить правила. Просто держись там, и ты заберешь их.

Есть пример этого, звезда более поздней стадии с дерьмовой кучей обломков. Есть подозрение, что внутри него столкнулись две планеты.

http://articles.latimes.com/2014/mar/08/science/la-sci-sn-beta-pictoris-star-planet-gas-collision-comets-carbon-monoxide-20140307

Даже если мы будем довольно далеко, если Меркурий столкнется с Венерой, вокруг нас будет плавать много мусора. Не уверен, сколько бы мы прожили.

Вы можете разместить в этой системе древнюю мегаструктуру, например сферу Дайсона.

Из-за его заброшенности сооружение давно рухнуло, оставив множество руин. Со временем эти останки начали сталкиваться на высокой скорости, создавая более мелкие останки.

В итоге вы получаете систему с большим количеством мусора разного размера, от пыли до деревенской части.

Любая развитая цивилизация может легко и логично создать такую ​​структуру.

Я собираюсь более или менее не согласиться со всеми здесь.

Не думаю, что вариант с протопланетным диском сработает. Если это протопланетарные планеты, то планеты еще не сформированы или все еще находятся в стадии больших уродливых магматических шаров, неспособных принять какую-либо жизнь. Когда планета постепенно остывает и терраформируется, чтобы быть способной принять жизнь, должно было пройти несколько миллиардов лет, и обломки были очищены планетами.

У вас может быть другая планета в системе, которая недавно столкнулась с планетой-изгоем (т.е. несколько миллионов лет назад). Это даст вам хорошее поле обломков. Но это означало бы, что планета будет часто и сильно бомбардироваться астероидами. Для жизни не годился бы.

Если бы каким-то образом удалось получить поле обломков и тонкую полосу, свободную от мусора, для планеты, обломки не повлияли бы на космические корабли. Потому что им не нужно лететь в планетарной плоскости, они могут вылететь из нее и выбраться из системы.

Вииииии!

Таким образом, альтернатива для вас состоит в том, чтобы ваша планета находилась в зоне, свободной от мусора, но давала космическим кораблям некоторые стимулы для входа в опасную зону, полную мусора, в другой части системы.

Посмотрите на эту захватывающую дух анимацию Юпитера, стада астероидов: https://www.youtube.com/watch?v=yt1qPCiOq-8

Я получил идею от этого. Имейте звезду больше/горячее, чем Солнце, где ваша обитаемая планета находится примерно в 5-8 а.е. от звезды. Иметь газовый гигант ближе к звезде. А затем внутренняя планета столкнулась с планетой-изгоем несколько 100 000 лет назад.

Газовый гигант соберет обломки, поэтому ваша планета не сильно пострадает. И о, планета-изгой пересекала планетарную плоскость, так что обломки — это не диск, а большой массовый шар из пыли, песка и камней вокруг звезды.

введите описание изображения здесь

И, возможно, вашим космическим кораблям нужно приблизиться к звезде для перезарядки, как Раме , или есть ценный минерал, который можно добыть в поле астероидов.

Может ли существовать солнечная система с большим количеством пыли и мусора?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v