Проверка обитаемости/выполнимости моего Conworld

Хорошо, давайте попробуем еще раз.

Я делаю планету для книги, которую пишу. Я хочу знать, является ли планета, которую я обрисовываю здесь, вероятной с научной точки зрения, способна ли она поддерживать жизнь, и каков будет ее климат по сравнению с Землей.

Во-первых, планета представляет собой земной мир, около 1,1 массы Земли и 1,04 радиуса Земли, что дает гравитацию на поверхности 1,144, что сравнимо с Нептуном. Он вращается вокруг звезды K-типа на расстоянии 1,2 а.е. У него альбедо 0,088, что придает геологии насыщенный пепельный цвет. Его осевой наклон составляет 12 градусов, а вокруг него вращается спутник с массой около 0,0268 массы Земли и радиусом 0,22 радиуса Земли. Альбедо Бонда упомянутой луны составляет около 0,20. В целом, я ищу что-то вроде мини-Аракиса с точки зрения поиска луны. Его орбита удалена от планеты на 384 400 км.

Теперь все усложняется с этой последней особенностью — кольцом из силикатных обломков, масса которого примерно равна массе Цереры (0,00016 массы Земли). Его внутренний край составляет 2,56 радиуса Земли от поверхности и 3,48 радиуса Земли на его внешнем крае, что делает его длину 0,92 радиуса Земли. Так как я плохо разбираюсь в математике, предположим, что его толщина составляет около 9,5 км. Альбедо их связи составляет около 0,03.

У меня также есть несколько более конкретных вопросов, наряду с моими общими вопросами выше:

  • Приведет ли излучение черного тела из пепельных пустынь к тому, что планета станет теплее Земли, или пыль, поднятая в верхние слои атмосферы, сделает ее более прохладной? Или эти два фактора компенсируют друг друга?
  • Будут ли кольца вызывать годовые колебания между антарктическими и тропическими температурами, когда их тень падает на планету? Приведет ли это к массивным штормовым фронтам и общему отсутствию растительности в тропиках?
  • Помимо более мягких сезонов, как наклон оси на 12 градусов повлияет на климат на поверхности планеты?
  • Должен ли я уменьшить размер Луны, чтобы кольца могли существовать в геологических масштабах времени?
  • Если на планете может существовать растительная жизнь, какого цвета они должны быть, чтобы максимизировать поглощение энергии звезды K-типа?

Пожалуйста, дайте мне знать, если какие-либо другие вопиющие проблемы станут очевидными из того, что я изложил здесь. Я хочу, чтобы это было как можно точнее с научной точки зрения, чтобы я мог лучше понять, что нужно изменить и что работает хорошо. Заранее спасибо за вашу помощь!

Дополнительная информация:

Характеристики Солнца): Солнце является звездой К-типа со светимостью 0,79 л и температурой 5518 К. Согласно предоставленному Сонваром калькулятору (кстати, спасибо!), его внутренняя обитаемая зона составляет 0,845 а.е., и Внешняя обитаемая зона составляет 1,49 а.е. Его Stellar Flux внутри ГЦ составляет 1,107, а снаружи — 0,356.

Вода на планете): В идеале я надеялся, что на планете будет сравнимое количество воды с Землей, может быть, около 72%? Если это что-то значит, я думал, что у него будет два основных континента: один в северном полушарии, размером с Евразию, и один около экватора, размером с Центральную Америку. У него будет цепочка островов, сравнимых по размеру с Юго-Восточной Азией, за пределами последнего континента.

Если вы включите некоторые основные характеристики звезды помимо звезды k-типа, то можно будет сделать расчет общей обитаемости. Вы можете использовать этот калькулятор, чтобы определить «зону Златовласки». depts.washington.edu/naivpl/sites/default/files/…
Насколько распространена вода на главной планете? Это тоже похоже на Арракис?
Я обратился к обоим вашим комментариям в добавлении. Спасибо, что обратились за разъяснениями!
У Александра Арракиса много воды, большая ее часть недоступна, но она есть.
@Ash Я имею в виду поверхностные воды - те, которые больше всего поддерживают жизнь.
@ Артур Лоуренс, если у вас много поверхностной воды, у вас будет много хотя бы одного из двух - облаков и льда. Это означает, что иметь альбедо 0,088 проблематично.
@ArthurLawrence параметры звезды слишком яркие и горячие для звезды K-типа. Это больше похоже на G-тип. Я немного скептически относился к обитаемой планете вокруг оранжевого карлика на расстоянии 1,2 а.е., но с вашими параметрами и тяжелой атмосферой, богатой парниковыми газами, это может быть выполнимо. Масса Луны в два раза больше массы Земли, поэтому приливные эффекты будут более заметными.

Ответы (2)

Хорошо, давайте поговорим о расчетной температуре планеты. Расчетная температура учитывает светимость звезды, связанное альбедо и расстояние от звезды. Расчетная температура, полученная в результате этого расчета, составила -39°С. Для сравнения, расчетная температура Марса составляет -63°C, а Земли -18°C. Это известно как равновесная температура, при которой теоретически планета нагревается только своей звездой. Это означает, что при этой температуре излучаемая энергия уравновешивает полученную энергию. Конечно, это не фактическая температура, так как Земля значительно теплее из-за парникового эффекта и других факторов, но даже при таком же парниковом эффекте ваша планета все равно будет иметь среднюю температуру поверхности -39°C.

https://www.astro.indiana.edu/ala/PlanetTemp/index.html

Я все еще думаю, что ваша планета будет очень холодной, даже с учетом благоприятных эффектов низкого альбедо.

Что касается растительной жизни вокруг красноватой звезды, то ваши растения могли бы развить органеллы с повышением частоты вокруг своих хлоропластов, которые преобразовывают входящий красноватый свет с повышением частоты в частотный диапазон, полезный для работы хлорофилла или его аналога.

Я думаю, что кольцо обломков, 434 миллиона кубических километров материалов, распределенных, как описано, на площади около 216 миллионов квадратных километров, не будет иметь большого значения для света на поверхности. Но давайте проверим. Если кольцо имеет ширину менее 2 километров и объем материала распределен равномерно, то этот объем материала почти твердый. Не знаю, насколько это стабильно. Это затенило бы часть планеты.

Существует множество инструментов, позволяющих согреть ваш мир — вы можете сделать его немного ближе, поставив любой из бесчисленных улавливающих тепло газов ( https://physics.stackexchange.com/questions/101017/how-do-greenhouse- gas-trap-heat ) в верхних слоях атмосферы, иметь теплоту наземной ловушки, внутренне генерируемое тепло от глубоких расщепляющихся или все еще двигающееся по инерции за счет остаточного тепла от образования планет (или чего-то еще, что создало это кольцо обломков в небе).