Создание «Солнечного захода» на луне газового гиганта

Я пытаюсь выяснить орбитальную физику системы с обитаемым телом, в котором есть интенсивные периоды прибывающего и убывающего солнечного света. Я пришел к выводу, что лучшим телом для этого будет луна газового гиганта, поскольку я могу использовать газовый гигант, чтобы периодически защищать планету от звезды.

Это не то, в чем я вообще эксперт, поэтому надеюсь на помощь в выяснении того, что потребуется для того, чтобы этот сценарий стал возможным. Если это вообще возможно.

Итак, вот много информации о том, о каком типе системы я думаю, больше деталей будет добавлено по мере их появления.

Цели на Луну:

  • Полушарие А обитаемо все время, даже если окружающая среда временами становится суровой, у колонистов есть средства для борьбы с температурами до 60-70 градусов по Цельсию. Большая часть основной колонии и выбросов находится в открытых пещерных системах.
  • Атмосфера пригодна для дыхания человека
  • Гравитация в пределах 10% от земли, размер для меня не имеет большого значения, но должен поддерживать системы пещер.
  • Развита основная жизнь - мхи, грибы, примитивные лиственные существа, насекомые и земноводные. Таким образом, существующая система должна быть достаточно стабильной, чтобы жизнь могла развиваться.
  • Это не единственная луна вокруг планеты, но единственная, на которой развилась жизнь и которая может поддерживать людей, не создавая среды обитания.

Создание «Солнечного затмения».

  • Луна должна пройти через периоды времени, скажем, 100-200 лет, когда люди и другая жизнь могут распространиться на 60-100% Луны. Температуры должны достигать таких значений, при которых не требуются защитные костюмы.
  • Луна должна входить в периоды захода Солнца продолжительностью 40-100 лет, когда будет приготовлено более 50% Луны. Постоянные температуры в течение длительного периода времени, которые вызывают сгорание/гибель растений и могут быть смертельными для людей, подвергающихся воздействию в течение более 5-10 минут либо из-за тепла, либо из-за радиации.
  • Солнечные осадки не обязательно должны быть постоянными, но должны длиться достаточно долго и происходить достаточно, чтобы жизнь не могла вернуться, пока солнечные осадки не прекратятся или их частота не упадет до определенного момента.

Гибкость с:

  • Это не обязательно должна быть луна на 100%, я просто не уверен, как бы вы сделали это с планетой ... было бы невероятно неудобное сочетание вещей.
  • Окружающая среда может быть экстремальной, но люди должны быть в состоянии выжить в безопасном регионе без особого оборудования.
  • Колонисты привыкли к странным дням и живут в пещерных системах, у них есть часы, основанные на далекой родной планете, поэтому периоды вращения и орбиты не имеют значения, пока они работают.
  • Тип звезды или размер и состав родительской планеты
  • Холодные периоды могут быть длиннее, но я бы не хотел, чтобы Sunfall длился более 1-2 поколений людей.

Как должна выглядеть система, чтобы получить на небесном теле явление, подобное "Солнепаду"? Если это кажется невозможным, это то, что я также готов принять и рассмотреть альтернативные возможности, оказывающие аналогичное воздействие на окружающую среду.

Я думаю, что лучше всего поместить всю луну/планету на эллиптическую орбиту вокруг солнца. Любая стабильная орбита вокруг газового гиганта будет проводить в тени сравнительно немного времени, а не те десятилетия, которые вам нужны.
Я думаю, что моя самая большая проблема здесь заключается в том, как не переключаться между Ice Cube и Fireball. Тем не менее, есть только очень небольшой регион, который может поддерживать постоянное население, в то время как остальные меняются. Период «Захода солнца» является важным фактором всего этого. Эллиптическая орбита сама по себе, вероятно, не сделала бы этого.
Изучив концепцию газовых планет-гигантов, вызывающих затмения на обитаемых лунах, я утверждаю, что она не подходит для ваших целей, описанных в вашем вопросе. Я задавал аналогичный вопрос здесь: worldbuilding.stackexchange.com/questions/148473/… . Таким образом, самые длинные затмения между газовыми гигантами и лунами длятся порядка часов, может быть, самое большее сутки, если вращение лун приближается к циклу земных суток. Конечно, достаточно долго, чтобы вызвать суровую погоду в течение дня из-за охлаждающих потоков воздуха, но ничего в том масштабе, который вам нужен.
...продолж. Ваше описание «растущей и убывающей», на мой взгляд, лучше всего соответствует эллиптической орбите, несмотря на ваши комментарии к ответу, связанному с этим сценарием. Я недостаточно знаком с переменными звездами, чтобы с уверенностью сказать, будет ли это лучшим совпадением, но я исследовал звезды достаточно, чтобы понять, что в целом переменные звезды неблагоприятны для жизни, развивающейся в любой форме (хотя Я не уверен, что высокоэллиптическая орбита лучше). Это может быть полезно на этом фронте: worldbuilding.stackexchange.com/questions/9857/…
Дневные циклы не обязательно должны быть близкими к земле, пока на планете можно выжить. Нет необходимости в земных условиях. К прибыванию и убыванию, возможно, я неправильно употребил слова. Мне нужны периоды пониженного солнечного тепла/излучения и периоды экстремального солнечного тепла/излучения, чтобы регионы, в которых может выжить жизнь, резко менялись на планете. По крайней мере, с одной областью, в которой он может быть стабильным. Надеюсь, это имеет смысл?
Я попытаюсь объяснить, не используя земной день, а вместо этого использую для справки общую орбиту Луны вокруг планеты. Луне в моем вопросе потребовалось чуть более 1000 часов для обращения вокруг планеты, и только 4-6 из этих часов были затмениями. Это менее 1% случаев. Хотя вы можете настроить параметры орбиты и сделать планету больше, чтобы она блокировала больше света, вы получите, может быть, на полпроцента больше, максимум, может быть, 10 или 15 часов из тысячи, независимо от того, как долго. цикл день/ночь есть. Это будет не что иное, как ужасный снег в июне

Ответы (2)

Внезапно мне кажется, что проще всего справиться с этим с помощью бинарной звездной системы.

Поместите свою обитаемую планету на близкую орбиту вокруг карликовой звезды . Планеты, достаточно близкие к красному карлику, чтобы вообще быть пригодными для жизни, почти наверняка будут заблокированы приливами, что соответствует критерию «только одно полушарие обычно пригодно для жизни» в вашем вопросе. Затем пусть сама ваша карликовая звезда движется по высокоэллиптической орбите вокруг более крупного и яркого компаньона.

Я сделал некоторые расчеты , и если мы предположим довольно стандартную массу карликовой звезды (0,15 массы Солнца) с планетой размером с Землю, вращающейся вокруг нее на расстоянии, позволяющем наличие жидкой воды (0,01 а.е.), период обращения планеты вокруг гном будет довольно близко к 24 часам.

Это удобно, потому что это также означает, что ваша планета будет вращаться достаточно быстро, чтобы поддерживать правильное электромагнитное поле. В течение большей части периода обращения меньшей звезды вокруг большей ваша планета будет получать энергию только от карлика и только в одном полушарии из-за приливной блокировки. Вы также получите много приливных изгибов на вашей планете, что означает большую тектоническую активность, которая поможет сохранить температуру теплее, чем она могла бы быть в противном случае.

Так. В течение большей части орбиты карлика вокруг компаньона ваша «дневная» сторона будет умеренной на «восточном» полюсе (точке, обращенной непосредственно к карлику), постепенно переходя к арктическому климату, когда вы приближаетесь к краю освещенной поверхности спутника. восточное полушарие. Ваше «западное» или «ночное» полушарие будет в основном заморожено. Вспомните антарктическую зиму.

Однако по мере того, как карлик приближается к своему более крупному компаньону, ситуация начинает нагреваться. У вас будет постепенный период, когда вся планета начнет получать все больше и больше энергии от более крупного компаньона, и из-за орбитального периода вы начнете иметь что-то вроде нормального 24-дневного цикла день / ночь, интенсивность которого увеличивается по мере того, как карлик все ближе и ближе к более яркой звезде. Это создаст ваш период глобальной обитаемости.

В точке наибольшего сближения ваша планета будет получать НАСТОЛЬКО больше энергии от яркого компаньона, что всем придется вернуться в пещеры, пока вы не пройдете перигей и карлик не начнет свой путь обратно наружу. Это ваш период «Солнечного захода», когда объединенная интенсивность двух звезд в непосредственной близости создает слишком много тепла для комфорта на поверхности.

Затем у вас наступает второй «сезон» глобальной обитаемости, когда все постепенно остывает, но планета все еще получает дневной свет от большого компаньона на всей своей орбите.

Через некоторое время карлик уходит достаточно далеко от компаньона, и энергия снова становится незначительной, и вам предстоит долгая холодная зима, пока снова не придет солнце.

Чем более эллиптична орбита, тем дольше вы проведете в «зимней» фазе, когда ваша планета полагается только на карлика, и тем короче будут ваши обитаемые фазы и фазы заката. Для создания указанных временных рамок потребуется период обращения карлика вокруг более крупной звезды около 400 лет, что требует большой полуоси около 60 а.е. Для сравнения большая полуось Плутона вокруг Солнца составляет 40 а.е. Расчет того, какой именно продолжительностью будет период Захода Солнца в этом случае, немного превышает мои математические способности, поэтому я надеюсь, что кто-то другой заполнит пробелы в этом, но с достаточно эллиптической орбитой указанные вами 20-40 лет должны быть легко возможным.

Этот ответ кажется идеальным, я собирался написать свой собственный, также используя эллиптическую орбиту, но понял, что вам понадобится дополнительный источник тепла, затем посмотрел на ваш ответ, и он делал именно это.
Потенциально вы могли бы сделать это, используя газовый гигант, а не 2-ю звезду — если вы получаете достаточно тепла от приливного потока, газового гиганта и т. д., чтобы не замерзнуть в зимнюю фазу. Однако решение с бинарной звездой проще настроить с правильным балансом.
@TimB это уже было у меня на уме из-за ДРУГОГО вчерашнего вопроса с похожей проблемой, и да, вы могли бы сделать это с газовым гигантом, в зависимости от того, насколько холодно вы хотите, чтобы все было во время «зимних» фаз. Если бы вы сделали это таким образом, на планете был бы климат, подобный климату Ганимеда или Европы, который НЕ ТОЧНО мягкий.
См. серию «Гелликония» Брайана Олдисса, где показана двойная звездная система, дающая почти то же самое, что вы ищете, хотя и с несколько обратными временами года: жизнь хороша во время Великого лета (близкий подход к главной звезде) и очень сурова и холодна во время Великой зимы. .
Я не великий астроном, но под периодом обращения вы имеете в виду, что он будет вращаться вокруг карлика каждые 24 часа, или задняя сторона будет в основном днем ​​​​/ ночью в течение этого времени? Это сработало бы для моих целей. Это в основном привело бы к планете, у которой в основном есть вечный день с одной стороны и цикл дня и ночи с другой? Из-за этого периодически не смотрит на вторую звезду, если я правильно понимаю. Пытаюсь представить, как свет будет работать на планете с двумя движущимися звездами.
Я думаю, что это будет работать лучше всего для того, что я ищу. Я бы хотел, чтобы это все еще была луна, и, возможно, нужно было бы сделать что-то, что может и не быть совершенной наукой, но бинарная система кажется очень близкой к тому, что я ищу.

Переменная звезда.

Твоя луна — всего лишь скромная луна, занимающаяся лунными делами. Ваша звезда, однако, капризная. Он имеет тусклые и яркие циклы. Это переменная звезда.

Периодические измерения переменных звезд по данным AASO

Переменные звезды — это звезды, яркость которых меняется во времени. Это может быть вызвано множеством эффектов... Есть также внутренние переменные звезды, которые вызваны изменениями внутри самой звезды. Примером этого является звезда, которая периодически коллапсирует. Когда она схлопывается, давление и температура внутри звезды увеличиваются, что приводит к излучению большего количества света. Затем увеличивающееся давление заставляет звезду расширяться наружу, перезапуская цикл.

Не было точных астрономических наблюдений в течение достаточно долгого времени, чтобы определить, действительно ли есть какие-либо звезды, которые вращаются с нужным вам длинным периодом. Но звезды могут вращаться, и закат Солнца из-за самой звезды был бы прекрасной и правдоподобной вещью.

Если на эти игры рассчитана звезда, я могу представить, что газовый гигант также будет меняться по внешнему виду от горячего к холодному циклу. Его атмосфера наверняка расширится по мере нагревания. Больше энергии в атмосфере может также вызвать электрические эффекты. Я не думаю, что эти вещи повлияют на луну на орбите, но вы определенно можете увидеть, как они происходят с выгодной позиции на Луне.

Это интересный взгляд на это. Заставляет меня задаться вопросом, есть ли возможность электрических эффектов, достигающих лун, и какое влияние это окажет на них. Придется немного изучить это!
Создание «Солнечного захода» на луне газового гиганта
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v