Насколько необычна Солнечная система?

В сериале Айзека Азимова « Основание » главные герои ищут давно потерянную Землю. Есть две основные особенности Солнечной системы, которые, кажется, делают ее необычной среди миллионов обитаемых систем: кольца Сатурна и размер Луны .

Приведенные ниже разговоры в основном ведутся между Голаном Тревизом , бывшим военным, хорошо разбирающимся в астрономии, и Яновом Пелоратом , наивным и отшельником, учителем истории.

Кольца Сатурна

«Вот о чем говорится в стихотворении. Три широких кольца, концентрические, шире самой планеты».

Тревиз сказал: «Я никогда не слышал о таком. Я не думаю, что кольца могут быть такими широкими. По сравнению с планетой, которую они вращают, они всегда очень узкие».


— Это обычное дело? — с благоговением спросила Блисс.

— Нет, — сказал Тревиз. «Почти у каждого газового гиганта есть кольца обломков, но они, как правило, слабые и узкие. Однажды я видел один, у которого кольца были узкими, но довольно яркими. Но я никогда не видел ничего подобного и даже не слышал о нем».

Пелорат сказал: «Это явно кольчатый великан, о котором говорят легенды. Если он действительно уникален…»

«Действительно уникальный, насколько я знаю или насколько знает компьютер», — сказал Тревайз.

Луна

«Гигантский спутник принять труднее. Ни в одном другом обитаемом мире Галактики нет такого спутника. Крупные спутники неизменно ассоциируются с необитаемыми и необитаемыми газовыми гигантами. Луна."


— Да. Он находится гораздо дальше от планеты, чем можно было бы ожидать, но определенно вращается вокруг нее. Размером он всего лишь с небольшую планету; на самом деле он меньше, чем любая из четырех внутренних планет, вращающихся вокруг Солнца. спутник. Его диаметр не менее двух тысяч километров, что соответствует размеру больших спутников, вращающихся вокруг газовых гигантов».

"Не больше?" Пилорат казался разочарованным. — Значит, это не гигантский спутник?

— Да, это так. Одно дело — спутник диаметром от двух до трех тысяч километров, вращающийся вокруг огромного газового гиганта. Совсем другое — тот же спутник, вращающийся вокруг небольшой каменистой обитаемой планеты. что на Земле. Где вы слышали о таком близком паритете с обитаемой планетой?

Пилорат робко сказал: «Я очень мало знаю о таких вещах».

Тревиз сказал: «Тогда поверь мне на слово, Янов. Это уникально. Мы смотрим на что-то, что практически является двойной планетой, и есть несколько пригодных для жизни планет, вокруг которых вращается что-то большее, чем галька. Янов, если учесть, что газовый гигант с его огромной системой колец на шестом месте, а эта планета с огромным спутником на третьем — о которых ваши легенды рассказывали вам, вопреки всякому правдоподобию, еще до того, как вы их увидели, — тогда тот мир, на который вы смотрите, должен быть Земля. Это не может быть чем-то другим. Мы нашли ее, Янов, мы ее нашли.

Цитаты из Foundation's Edge (1982) и Foundation and Earth (1986).

Мой вопрос состоит из двух частей:

  1. Верны ли в целом различные описания и факты, приведенные выше?
  2. Насколько необычны кольца Сатурна и Луна по сравнению с другими наблюдаемыми нами системами?

Ответы (2)

Во-первых, Азимов писал (Эдж, 1982 г. и Земля, 1986 г.) до того, как были предварительно обнаружены первые внесолнечные планеты (1989 г.) или определенно обнаружены в 1991 или 1992 гг. То, что он написал, не могло быть основано на каких-либо реальных данных о внесолнечных планетах. и, должно быть, было обоснованным предположением.

Однако обе книги были написаны после открытия Харона, поэтому он, возможно, был неразумным, заявляя, что большие луны маловероятны вокруг негазовых гигантов.

Лично я думаю, что догадки как о большой луне, так и о широком планетарном кольце вряд ли оправдаются. Необычный, может быть, но не достаточно необычный для целей Азимова.

Если вы в это верите, мы уже обнаружили экзопланету с более впечатляющей системой колец, чем у Сатурна.

Это не предположение. У меня есть столы за столами. Характерная Луна Земли находится далеко за пределами досягаемости. Несмотря на свой небольшой размер, Плутон имеет большую SOI, чем Земля, и именно SOI создает массу Луны.

В качестве дополнения:

  • То, что Конрад сказал о кольцевых системах, верно, у нас есть возможное первое обнаружение, но далеко не обнаружение, чтобы делать какие-либо заявления о том, что такие явления нормальны. Кроме того, наши знания об этом не сильно изменятся в ближайшие годы. С предстоящими фотометрическими миссиями на транзитах, такими как TESS НАСА или PLATO ЕКА, мы, вероятно, сможем обнаружить только этот тип кольцевых систем большего размера, чем Сатурн. Это просто связано с тем, что небольшие кольцевые системы не дают достаточно сильного транзитного сигнала, чтобы его можно было обнаружить.
    Таким образом, мы еще довольно долго не узнаем о нормальности колец Сатурна.
  • Земные спутники: есть идеи, как обнаруживать экзолуны, но они обычно также зависят от фотометрических измерений. Вариации времени прохождения могут привести к разгадке существования экзолуны. Кроме того, очень большие луны могут привести к обнаружению сигналов в фотометрии, но в настоящее время не может быть и речи об обнаружении лучевых скоростей экзолун.
    Итак, в целом: распределения экзолуны в настоящее время совершенно неизвестны и будут оставаться неизвестными по тем же причинам, что и распределения планетарных колец в течение некоторого времени.

Как бы это ни звучало немного удручающе в отношении поиска колец и спутников вокруг экзопланет, мы должны понимать, что это связано с тем, что на данный момент эти вопросы не являются одним из основных научных движущих сил предстоящих в настоящее время миссий экзопланет.
Мы все еще пытаемся полностью понять население самих экзопланет, прежде чем перейти к гораздо более сложным задачам обнаружения гораздо более слабых сигналов лун и колец.

Тем не менее, я убежден, что когда-нибудь в будущем вопрос о луне и кольцах переместится в гораздо более научную область. Это просто потому, что, по крайней мере, для газовых гигантов, луны и кольца должны быть «точными» теориями формирования планет. Это происходит в том смысле, что когда газовые гиганты растут, в какой-то момент внутри их собственной Хилл-сферы образуется субдиск из газа и пыли, который в конечном итоге сделает что-то интересное. Сравнение того, что делают эти поддиски, с теориями формирования луны и колец, покажет нам, как эти процессы работают в деталях.

Также +1 Азимову из-за непрофессиональной личной предвзятости.

Тезис Азимова о том, что Солнечную систему можно однозначно идентифицировать по наличию газового гиганта с эффектной широкой системой колец и планеты земного типа с большой луной, требует, чтобы эти особенности проявлялись в исчезающе малой части планетных систем. Вам не нужно, чтобы эти функции были обычными или нормальными, чтобы опровергнуть тезис, шанса один на миллион было бы достаточно, учитывая количество существующих систем.
@ConradTurner: Ну, если вы хотите пойти туда: с учетом специфики, даже вашего количества 10 6 может быть очень высокой оценкой. В частности, цитата «и есть несколько обитаемых планет, вокруг которых есть что-то большее, чем галька». что может быть еще одним очень высоким фактором для этого числа, просто неизвестно в данный момент. Вероятность всех комбинаций вместе может быть 10 12 (что делает его уникальным в галактике) или 10 4 (что делает его нормальным), мы просто не знаем и, следовательно, не можем опровергнуть гипотезу. Это игра чисел с неизвестными числами.