примечание: хотя очевидно заброшенный вопрос «Влияние планеты-изгоя», проходящей между Землей и Луной? (вдохновленный Тандарром-варваром ) требует предположений и получил ответ, этот вопрос требует чего-то другого. Эволюция Солнечной системы, вероятно, будет включать как накопление материи в планеты, так и разрушение сформировавшихся планет различными механизмами.
Мне интересно узнать, есть ли научные работы по гравитационному разрушению скалистых, похожих на Землю планет из-за их близкого прохождения, но не из-за столкновений с другими планетами.
Планета -изгой размером с Землю , проходящая с высокой скоростью по гиперболической орбите вокруг Солнца, как правило, не окажет огромного влияния на Солнечную систему в целом. Но если бы он действительно прошел близко к Земле (скажем, около 1 миллиона миль), он мог бы серьезно нарушить орбиту Земли вокруг Солнца и орбиту Луны вокруг Земли. Большинство возмущений привели бы к гораздо более эллиптическим орбитам. Это, вероятно, приведет к увеличению сезонных экстремальных явлений и, возможно, к более сильным океанским приливам. Тогда эти изменения будут относительно постоянными. Есть также вопросы о переходных эффектах во время «промаха». Могут ли приливные силы проходящей мимо планеты-изгоя вызвать сейсмические явления на Земле?
Возможно, это не совсем правильный форум, но проводились ли какие-либо научные исследования в этом направлении? Это также звучит как хорошая тема для научного романа. Предположительно, у человечества будут годы или десятилетия предупреждений о таком событии, и оно сможет делать разумные прогнозы о том, как изменится окружающая среда на Земле. Долгосрочное выживание человечества или жизни в целом в новой среде было бы совершенно другим вопросом.
Я вижу этот похожий вопрос , и в этом ответе обсуждаются некоторые важные моменты.
[Править] Но я надеялся, что кто-то, возможно, исследовал этот сценарий более подробно, возможно, на конкретном примере. Мне интересно, можно ли сделать предварительный расчет того, сколько дельта-V Земля получит от незваного гостя размером с Землю, проносящегося мимо на расстоянии, скажем, 1 миллион км со скоростью 100 км/с. Это могло бы позволить рассчитать диапазон возмущенных орбит, диапазон инсоляции, температур и т. д.
Сценарий: в нем конкретно рассматривается сценарий потенциальной опасности с землеподобным нарушителем, пролетающим на расстоянии 1 000 000 км со скоростью 100 км/с. Это примерно в три раза больше расстояния до Луны и примерно в три раза больше орбитальной скорости Земли. 100 км/с кажется разумным числом, учитывая относительные скорости наших звездных соседей, скорость падения/убегания Солнца и вероятную разницу в направлениях скоростей Земли и незваного гостя.
Первое обнаружение: это чистое предположение, но, возможно, незваный гость будет впервые обнаружен, когда его яркость (видимая величина) станет похожей на яркость Плутона. Разница в абсолютной величине между Землей и Плутоном составляет (-3,99) - (-0,70) = -3,29. Это соответствует разнице в яркости 100^(3,29/5) = 20,7. На таком расстоянии от Земли/Солнца яркость будет равна четвертой степени расстояния, поэтому мы должны сначала обнаружить нарушителя, когда он будет в 20,7 ^ (1/4) = 2,13 раза дальше, чем Плутон, или примерно в 12,6 миллиарда км. Просто приблизившись к постоянным 100 км / с, это означает, что мы получим предупреждение примерно за 4 года.
Ночное небо: если предположить, что нарушитель приближается примерно с направления, противоположного Солнцу, он будет виден в ночном небе с величиной -3,99+(1/5)log100(1/с^2/(1+с)^2. где s — расстояние от Земли в а. км) нарушитель будет примерно на 40% больше в диаметре, чем Луна, и будет примерно в 7 раз ярче, как из-за большей видимой площади (0,73/0,52)^2, так и из-за более высокого альбедо (0,43/0,12). 5,6 часа, чтобы преодолеть 2 миллиона километров по 90 градусам ночного неба, в то время как его видимая площадь увеличивается от 50% до 100% и обратно до 50% от максимума Зрелище, которое стоит посмотреть!
Орбитальное возмущение (Земля): Предполагая, что отклонения Земли и нарушителя малы, delta_V можно рассчитать как (1/2)GM e /d^2 x (2d/v), где M e- масса Земли или нарушителя, d - расстояние наибольшего сближения, а v - скорость. Первый фактор соответствует максимальному ускорению Земли, а второй фактор - эффективному времени, в течение которого применяется ускорение. Первый фактор равен 0,000199 м/с^2, а второй фактор равен 20 000 секунд, что дает delta_V, равное 3,98 м/с. Это 0,00013 орбитальной скорости Земли 30 км/с. Как правило, это слегка изменит эллиптичность орбиты, а также может изменить средний радиус, если дельта-V будет в основном вдоль направления орбиты. Орбитальная энергия может измениться на +/- 0,00026, а средний радиус изменится на ту же долю. В соответствии с изменением среднего радиуса орбиты Земли инсоляция изменится на двойную часть или +/- 0,00052.
Орбитальное возмущение (Луна): Луна пострадает сильнее, потому что ее масса мала по сравнению с незваным гостем, поэтому ускорение будет примерно в два раза больше. Также Луна может оказаться на «неправильной» стороне, где она будет ближе к злоумышленнику в 2/3 раза. Таким образом, ускорение и delta_V могут быть выше в 2/(2/3)^2 = 4,5 раза. Полученное значение delta_V, равное 18 м/с, при орбитальной скорости Луны около 1000 м/с является более значительным. Это может привести к изменению орбитальной энергии и радиуса на 3,6% и изменению периода на 5,4%, изменив 28-дневный период более чем на сутки. Поскольку приливные эффекты пропорциональны кубу расстояния, предположительно диапазон лунных приливов увеличится (или уменьшится) примерно на 11%.
Временный приливной эффект: приливные силы пропорциональны массе/расстоянию^3. Если не учитывать постоянный фактор, пиковая приливная сила от Луны : Солнца : Нарушителя находится в соотношении 7,35E22/(3,84E5)^3 : 1,989E30/(1,48E8)^3 : 5,97E24/(1E6)^3 или 1,30. : 0,61 : 5,97. Таким образом, максимальная приливная сила при прохождении незваного гостя будет примерно в три раза больше, чем объединенная лунная и солнечная приливная сила. Предположительно, в течение нескольких часов наибольшего сближения это поднимет океанские приливы примерно в три раза больше, чем привычные большие весенние приливы. Прибрежные районы будут испытывать приливы на десятки футов выше, чем обычно, как во время штормового нагона или цунами. Я предполагаю, что также возможно, что некоторые скрытые землетрясения также могли быть вызваны такими большими приливными силами.
(В прошлый раз, когда я производил такой предварительный расчет, я ошибся в 10 ^ 6 раз. Но это, безусловно, вызвало довольно быстрые ответы!)
Фитерос
Роджер Вуд
создатель планет
ооо
Роджер Вуд
ооо
Роджер Вуд