Пригодная для жизни планета с экстремально горячими и холодными регионами, не заблокированная приливами.

Как насчет того, чтобы иметь планету с чрезвычайно высокой степенью наклона/осевого наклона, скажем, 75-85 градусов осевого наклона, сравнимого с Ураном в нашей Солнечной системе (который имеет осевой наклон чуть более 82,2 градуса), возможно, с большая луна, чтобы стабилизировать это наклонение, как это сделала земная луна? Таким образом, у вас будет относительно тонкая «умеренная обитаемая зона», расположенная на экваторе, в то время как в южном и северном полушариях ежегодно чередуются чрезвычайно жаркое лето и чрезвычайно холодная зима. По сути, вы бы сжали «обитаемую умеренную зону» упомянутой планеты с местом для экстремальных температурных климатов, отдаленно напоминающих земные, в ее экваториальную область; эффективно превращая его полярные регионы в почти непригодные для жизни зоны.

По сути, у вас может быть планета в стиле «Урания», как постулирует Нил Коминс в качестве одного из альтернативных сценариев в « Что, если бы Луны не существовало?». Путешествия на Землю, которые могли быть- тот, где Тейя ударилась о Землю под другим углом, сформировав альтернативную версию Луны и стабилизировав осевой наклон Земли/«Урании» под гораздо более экстремальным углом, чем это было в нашей временной шкале. Полярные регионы этой альтернативной версии Земли в середине зимы будут намного холоднее, чем когда-либо была любая часть нашей Земли, даже в период «Земли-снежка»; Между тем, летняя сторона, по-видимому, в равной степени будет намного, намного жарче. Весна будет способствовать сильным штормам, так как весь лед (как водный, так и другие формы льда, включая сухой лед/замороженный CO2) в этом полушарии быстро растаял примерно через неделю после восхода солнца. Вся эта вода и тепло, перекачиваемые во все полушарие, будут способствовать возникновению гигантских штормов, обрушивающих небольшую зону умеренного климата вблизи экватора суперциклонами. Тем временем,

В результате не только экстремальные температуры, но и уровни CO2, атмосферное давление и уровни влажности на указанной планете также, вероятно, будут сильно колебаться в течение года, а атмосфера в умеренном, пригодном для жизни экваториальном регионе достигнет самой тонкой и сухой атмосферы. экстремально вскоре после летнего и зимнего солнцестояния (из-за того, что большая часть самой атмосферы замерзла в поверхностные отложения в сезонной зимней ледяной шапке полушария и выведена из циркуляции) и достигла своего самого толстого и влажного экстремального состояния вскоре после его осени и весеннего равноденствия, в разгар сезона планетарных штормов (когда все это будет растапливать и снова выпускать обратно в атмосферу, когда оттепель закончится на ярком/летнем полушарии планеты, прежде чем начнется процесс обращения в темное /зимнее полушарие,и снова сублимируют в сухой лед).

Как вы думаете, может ли сценарий «Урании» с вашей похожей на Землю земной планетой, обладающей луной такого же большого размера, как наша собственная, стабилизировать наклон своей оси под гораздо более экстремальным углом, эффективно вращаясь на боку, как это делает Уран, предложить такой мир без приливов и отливов, с экстремальными температурами и экстремальными погодными условиями, который вы ищете?

Если мы хотим избежать приливной блокировки, нам нужно найти альтернативные механизмы нагрева (или охлаждения) определенных регионов планеты. Отопление довольно просто: просто введите энергию в определенную область. Наблюдения за горячими точками на нескольких планетах (к сожалению, газовых гигантах) показали, что это можно сделать несколькими способами:

• Сильные полярные сияния нагревают верхние слои атмосферы за счет эмиссии в рентгеновских спектральных линиях (например, C VI, O II и O III), как это наблюдается на Юпитере ( Данн и др. 2017 )
• Воспользуйтесь ударами или гравитационными волнами, возникающими в верхних слоях атмосферы планет, близких к их родительским звездам, как, например, на ипсилоне Андромеды b, создав горячую точку не на дневной стороне, а почти перпендикулярно звезде (Crosfield et al . 2010 )$^{\dagger}$

Хотя эти эффекты наблюдались на газовых гигантах, предположительно подобные явления могут быть достигнуты и на планетах земной группы. Я не удивлюсь, если взаимодействия между звездными и планетарными магнитными полями также могут передавать энергию в точку в атмосфере; известно, что в одном или двух случаях это приводит к синхротронному излучению, предположительно сопровождающемуся некоторым нагревом.

Создать прохладное место сложнее. На Юпитере есть прохладное пятно благодаря (по иронии судьбы) полярному сиянию, но оно существует только на больших высотах над более теплой атмосферой ( Сталлард и др., 2017 ). Возможно, просто могла быть область, где воздух легко циркулирует с полярными областями, но не с более низкими широтами вблизи экватора; отсутствие циркуляции было бы полезно как для горячих, так и для холодных точек, чтобы поддерживать разницу температур и предотвращать распространение тепла наружу. Я признаю, что я немного озадачен спецификой, хотя. В общем, легче найти способ сбрасывать большое количество энергии, чем выкачивать такое же количество.

$^{\dagger}$В то время как Ипсилон Андромеды b может быть приливно привязан к своей родительской звезде, я считаю, что приливная синхронизация в целом не является необходимой для возникновения гравитационных волн или толчков, хотя многие модели предполагают приливную синхронизацию (см. Watkins & Cho 2010 ) .

Такой мир есть в «Трилогии об основании» Азимова, 2-я книга, глава 16. Мир зовут Рэндоул.

Здесь ось вращения планеты всегда указывает на звезду (частично заблокирована приливом?), и у нее есть темная сторона, где «кислород течет жидкостью по поверхности», и светлая сторона, где лава может быть обычным явлением.

Он имеет обитаемую зону на сумеречном экваторе и «почти превратился в производителя предметов роскоши».

.

Единственной альтернативой этому, о которой я могу думать, была бы планета, подобная Земле, но с осью вращения, перпендикулярной плоскости орбиты. Времен года не было бы в зависимости от астрономических событий, но, возможно, в зависимости от положения континентов и морей.

Планета немного больше Земли, на 34% массивнее и на 15% больше на экваторе. Средняя гравитация планеты всего на 1% выше, ничтожно мало.

Планета вращается вокруг 1 а.е. и имеет эксцентриситет, сравнимый с Венерой.

Ваша планета имела форму, похожую на земную, с сильным ударом, подобным Большому Всплеску . В отличие от колыбели людей, ваша планета держала массу обломков в диске достаточно близко, чтобы они снова выпали вдоль экватора, сформировав горный хребет, который по мере эрозии придавал необычную уплощенную форму.

Состав планеты в целом немного легче (87% плотности), чем у Земли. Эти более легкие материалы образуют гораздо более толстую твердую кору, похожую на венерианскую, которая все еще покрыта обломками Большого Всплеска.

На планете нет ни луны, ни тектонической активности. Равновесие планеты также означает отсутствие наклона оси вращения. Атмосфера похожа на атмосферу Земли, возможно, немного богаче углеродом в первые дни ее существования. В целом он также должен быть более массивным, чтобы иметь аналогичное давление на поверхности на 33% большей.

Сплющенная форма планеты делает гравитацию на полюсах сильнее, чем на экваторе, притягивая водоемы. На планете есть два полярных океана и длинная горная цепь на экваторе, похожая на Япет .

Помимо водоемов, на полюсах задерживается и более тяжелый холодный воздух, поверхность океанов у полюсов замерзает и делает воздух сухим. Альбедо на полюсах предотвращает любое поглощение тепла, что делает температуры довольно низкими.

Возможная проблема, которая может возникнуть на такой планете для формирования жизни, заключается в том, что полюса могут стать поглотителями углекислого газа. Газ будет конденсироваться и осаждаться на ледниках, накапливаться и прерывать круговорот углерода. Тогда слой льда на полюсах содержит как воду, так и конденсированный углекислый газ из атмосферы. Края ледников размываются ветрами, сублимируя углекислый газ и таяя воду. Осаждение элементов внутри ледников происходит медленно благодаря циркумполярным ветрам, разделяющим воздушные массы над ледяным щитом и над океаном.

В экваториальных районах интенсивная солнечная радиация в сочетании с большой высотой образует очень враждебную пустыню с очень высокими дневными температурами. Нагретые ветряные потоки днем ​​легко распространяются по пустыне и предотвращают низкие температуры ночью.

Вблизи прибрежных районов в средних широтах, где встречаются полярные и экваториальные воздушные массы, происходит интенсивная конденсация, создающая условия для круговорота воды и среду, благоприятную для жизни, какой мы ее знаем.

Без сезонных колебаний температуры планеты усиливаются. Длинная полоса облаков проходит вдоль средних широт у побережья в обоих полушариях.