Стабильная орбита вокруг магнетара

Я работаю над сеттингом для ролевой игры и пытаюсь построить свою планету так, чтобы она была уникальной и интересной, но в то же время полуправдоподобной. Мой вопрос в том, могла ли бы вы иметь планету на стабильной орбите вокруг магнетара, которая поддерживала бы жизнь, какой мы ее знаем, своего рода землю, и каковы были бы последствия для планеты?

Я знаю, что у магнетаров короткая продолжительность жизни, в течение которой они обладают сильным магнитным полем, но эта планета могла быть кем-то в качестве эксперимента. Поэтому они стабилизировали звезду, чтобы она оставалась такой, какая она есть, создавая сильное магнитное поле. Я также хотел бы, чтобы у планеты было несколько лун, но я хочу, чтобы планета вращалась точно в той области, где будут взаимодействовать два гравитационных поля.

Мои мысли о возможных последствиях привели меня к нескольким вещам. Путешествующие скалы, обладающие естественным магнитным полем, возможно, плавающие массивы суши, в зависимости от силы поля, виды животных, обладающие прекрасным чувством местоположения из-за магнитной чувствительности, и, возможно, путешествующие на магнитных кораблях, движущихся по полю.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Еще одно замечание, если есть другой способ получить эффекты, которые я ищу, плавающие массивы суши и тому подобное, кроме орбиты магнетара, мне интересно об этом услышать.

Для начала вам придется иметь дело с высокоэнергетическим гамма- и рентгеновским излучением... Я не помню, чтобы слышал раньше о магнетаре, так что спасибо за это!
nightninja и @AndyD273, магнетары забавны (по крайней мере, я так думаю), в основном потому, что они имеют тенденцию разрывать атомы. Я сомневаюсь, что в обитаемой зоне магнетара может существовать планета.
Кроме того, на Земле есть несколько видов животных, которые используют электро-/магнетизм. Например, считается, что акулы-молоты ориентируются, используя магнитное поле Земли. Так что эта часть вашего вопроса мыслима.
@Frostfyre Отличаются ли они от других нейтронных звезд? Я как бы думал, что все, что приближалось к нейтронной звезде, превращалось в нейтроний. Я мог бы думать о чем-то другом... Даже если бы планета могла существовать в этом районе, и если бы жизнь не была стерилизована радиацией, вы должны задаться вопросом, что могли бы сделать такие сильные магнитные поля. В Blindsight у автора есть сильные магнитные поля, которые нарушают сигналы человеческого мозга / нервов, вызывая временную слепоту и прочее. И Крайтон перечислил доказательства того, что сильные магнитные поля могут сжимать вещи... чего бы это ни стоило.
@ AndyD273 Магнитары — это тип нейтронной звезды; они являются самыми магнитными объектами во вселенной , о которых мы знаем.
@Frostfyre: Могу ли я использовать другой тип звезды с более слабым магнитным полем? Или магнитар стабилизировался во время естественного процесса деградации, поэтому поле стало слабее?
Честно говоря, не могу сказать. У меня нет таланта в астрофизике. HDE (он отредактировал ваш вопрос), так что вы можете увидеть что-то от него позже. Кроме того, поскольку вы пометили драконов и ищете другие решения: волшебство!
@Frostfyre: Да, магию я умею, но я пытаюсь связать магию с наукой. Так что есть научная причина, по которой все это работает, но люди, которые там живут, просто рассматривают это как волшебство. В конце концов этот материал будет выбит.
У вас может быть стабильная орбита? Абсолютно, как и вокруг любого другого пульсара (см. этот вопрос, особенно ответ Самуэля ). Может ли оно поддерживать жизнь? Это другое. Я бы предположил, что нет, потому что нет хорошего источника тепла/света (от центральной звезды, хотя у вас может быть приливное нагревание, как в случае с Европой). На самом деле, это может быть вашим лучшим выбором - приливным нагревом на далекой газовой гигантской луне, но защищенной от радиации и т. д. толстым слоем льда.
Я очень сомневаюсь, что вокруг пульсара (не говоря уже о магнетаре) может существовать планета, похожая на Землю, из-за низкой светимости — опять же, вам нужен источник тепла/света, а этой звезды/звездного остатка будет недостаточно. Что касается предотвращения затухания магнитного поля. . . Я вернусь к вам по этому поводу. Чтобы остановить это, потребуются радикальные обстоятельства, возможно, в том числе катастрофическая встреча или какое-то другое экзотическое событие.
@ HDE226868: Спасибо за помощь! Если я смогу заставить это работать, прекрасно, иначе это станет искусственной планетой со странными магнитными и гравитационными полями. Потому что тогда я могу отмахнуться от всего этого как от сверхнауки.
Планета, похожая на Землю, была бы уничтожена в результате массовых энергетических событий, которые в первую очередь создали пульсар или магнетар. Нет никакого механизма, чтобы что-то развивалось после этого.
@Oldcat: Что, если бы планета была построена искусственно? Тогда мне просто нужно знать, работает ли это в теории.
@Oldcat Не обязательно. Планеты-пульсары существуют. Другое дело — обитаемые планеты-пульсары. Другой механизм (опять же не годящийся для обитаемости) — гравитационный захват после взаимодействия с другим телом.
Вот соответствующий документ, который может помочь вам понять изменения в магнитном поле (и способы его увеличения): ptps.oxfordjournals.org/content/70/35.full.pdf .

Ответы (5)

Есть ряд проблем, давайте решим их по очереди:

Наличие планеты на первом месте:

Если планета была захвачена Магнитаром после того, как она сформировалась, это объясняет, почему она пережила взрыв сверхновой. Вам понадобятся некоторые интересные взаимодействия, чтобы объяснить стабильную неэллиптическую орбиту, но теоретически возможен захват.

Обеспечение светом и теплом:

Магнетар этого не сделает. Здесь у вас есть два варианта:

  • Внутренний нагрев планеты гравитационными или магнитными силами - это дало бы вам ледяную корку с жидкой водой под ней.
  • Двойная система с другой звездой и Магнетаром, вращающимся вокруг этой звезды. Ваша планета может вращаться вокруг Магнитара или объединенной двойной системы. В любом случае вы получите колебания температуры в зависимости от вашего расстояния от светлой звезды.

Обратите внимание, что исследование Magnetar показало, что бинарная пара может быть необходима для формирования Magnetar в первую очередь — или что это в любом случае поможет им сформироваться.

Не разорвется в клочья магнитным полем

На это сложно ответить, но помните, что сила поля у разных Магнетаров разная, а также, что чем дальше вы находитесь от Магнетара, тем слабее становится поле. Другими словами, вам просто нужно переместить планету, пока она не окажется достаточно далеко от звезды, чтобы выжить.

Разветвления:

Путешествие камней, обладающих естественным магнитным полем. В зависимости от того, что вы подразумеваете под путешествием, магнитные камни могут правдоподобно тянуться по земле или даже действовать как приливы в океане под влиянием поля.

возможно плавающие массивы суши, в зависимости от силы поля Нет. Извините. Это никогда не будет стабильным. Они либо взлетали в воздух, либо падали на землю.

вид животных, обладающий прекрасным чувством местоположения благодаря магнитной чувствительности

Крайне маловероятно, поскольку магнитная чувствительность просто позволила бы определить, где находится Магнетар, а планета постоянно движется через поле магнетара.

путешествовать на магнитных кораблях, которые ездят по полю.

Чуть более правдоподобно, чем плавающая земля, поскольку у вас может быть что-то, активно работающее для их стабилизации. Хотя это все еще не имеет особого смысла. У вас есть мощное магнитное поле, но планета уже движется через него с огромной скоростью. Вы, вероятно, могли бы генерировать электричество из него, хотя...

Здесь можно ответить на ваш вопрос: что может заставить каменные образования (маленькие камни, валуны, острова...) левитировать?

Спасибо! Я посмотрю на ту другую ссылку. Я склоняюсь к искусственной планете, вращающейся вокруг обычной звезды, так я могу многое объяснить. Посмотрим, хотя, все еще в стадии мозгового штурма.

Если вы находитесь так близко к магнетару, что звезда производит достаточно тепла и света для создания умеренных регионов, мы думаем, что она находится на расстоянии нескольких миллионов километров от звезды.

Планета будет заблокирована приливом, одна будет обращена к магнитару, а другая — в сторону. Водород на солнечной стороне планеты будет отнят очень-очень быстро - на освещенной солнцем стороне излучение будет в чем-то сравнимо с доменной печью, расположенной внутри Чернобыля, когда он плавится. Это смертельно. Темная сторона, однако, будет иметь очень насыщенную кислородом атмосферу. Эта планета будет осыпана частицами, которые, вероятно, произведут своего рода индустриальный эффект. Тогда освещение на темной стороне может быть вызвано свечением магнитосферы (экваториальное сияние), охватывающим всю планету. Тепло обеспечивается атмосферной конвекцией, т.е. штормами и дождями. Это был бы мир с очень небольшим кориолисом. Ландшафт был бы материалом, отложившимся после взрыва сверхновой,

Я не могу объяснить существование плавучих вещей Пандоры.

У тебя большие проблемы с приливами.

Я видел нейтронные звезды со светимостью 1E-6 солнечной. Давайте работать с этим и посмотрим, что произойдет.

Энергия равна квадратному корню из расстояния, поэтому нам нужно получить sqrt(1E-6) расстояния до Земли — 1/1000 расстояния.

Однако приливы измеряются кубическим корнем расстояния. Таким образом, наша планета испытывает солнечный прилив в 1000 раз больше, чем Земля. На Земле средний солнечный прилив составляет 25 см. Это означает, что на вашей планете 250 м.

Невозможно, потому что если вы находитесь достаточно близко для тепла, то вся материя, состоящая из химических связей, распадается, потому что магнитное поле магнетаров похищало бы электроны, разрывая все химические связи. Если вы находитесь достаточно далеко, чтобы существовала химическая связь, то вам не хватило бы тепла, потому что вы не сказали, что даже если химическая связь может возникнуть, таким вещам, как нейроны, все равно будет трудно работать в таком магнитном поле. и, вероятно, химические реакции не будут работать очень хорошо, потому что интерференция магнитного поля, таким образом, не позволяющая науке о жизни жить, основана на множестве химических реакций.

Магнитары — самый опасный и опасный небесный объект, вокруг которого вы можете находиться, было бы намного безопаснее вращаться вокруг черной дыры.

Если вы хотите что-то похожее на магнетар, но более удобное для жизни, вы можете попробовать с нейтронными звездами, ведь магнетары - это особый класс нейтронных звезд, но не все нейтронные звезды являются магнитарами, а нейтронная звезда все равно была бы крутой и опасной, но все же, вероятно, будет поддерживать жизнь.

В общем, магнетар - не лучшая идея, у магнетара нет "сильного магнитного поля", у них магнитное поле немыслимо высокое.

Чтобы вы понимали, для левитации лягушки в воздухе вам нужно 16 тесла, потому что при таком сильном магнитном поле даже вода становится магнитной, у магнетара магнитные поля округляются между 1 000 000 тесла и 1 000 000 000 000 тесла. 16 тесла — это «сильное магнитное поле», 1 миллион тесла — это не «сильное магнитное поле», это чудовище похуже черной дыры.

TL;DR Нет, жизнь не сможет выжить на планете, вращающейся вокруг магнетара, даже если планета находится на очень далекой орбите и каким-то образом имеет внутренний способ согреваться и имеет свои собственные способы обеспечения света для само по себе, даже так далеко, магнитное поле все еще будет достаточно мешать химической реакции, чтобы химические реакции, необходимые для жизни, постоянно прерывались и, таким образом, приводили к смерти через несколько часов, а это для жизни, которая приходит из-за пределов магнетара, было бы невозможно чтобы жизнь зародилась на такой планете или воспроизводилась, если ее принесли из другого места

Потрясающе сложно получить значительные магнитные эффекты от магнетара на орбитальной планете. Я знаю это, потому что разработал свою собственную установку с планетой-магнетаром, проделал кучу расчетов и поговорил с астрофизиком, специализирующимся на нейтронных звездах, чтобы проверить свою работу. Не вдаваясь во все запутанные математические детали, я дам вам общие выводы.

Проблемы тройные:

  1. Поскольку они диполярны, магнитные поля ослабевают пропорционально обратному кубу расстояния. Существует минимальное расстояние, на котором планета может вращаться по орбите, определяемое пределом Роша, и оно достаточно далеко, чтобы даже экстремальные поля магнетара уже не впечатляли . Да, если вы все правильно устроите, вы можете получить планету, на которой магнитная компьютерная память бесполезна, потому что она все время сбрасывается окружающим полем... но это не займет много времени, и вы, конечно, не закончится плавающими камнями, практически левитирующими транспортными средствами или локальной электрической индукцией. Биологическая магнитная навигация — это хорошо, но для этого не нужен магнитар — земные организмы уже умеют это делать.

  2. В ньютоновской вселенной плюс электромагнетизм вы могли бы представить себе магнетар с полем настолько колоссально огромным, что все проблемы из (1) решены. Однако у вас все еще есть несколько подзадач:

    а. Магнитная левитация зависит от градиента поля, а не от постоянной напряженности поля. Градиент магнитного поля магнетара над поверхностью планеты будет как крошечным, независимо от того, насколько сильно поле, так и сильно изменчивым по направлению относительно земли. Кроме того, статическая магнитная левитация нестабильна, поэтому вы не получите плавающих камней, не говоря уже о континентах, если только они не состоят из какого-то природного сверхпроводника.

    б. Если магнитное поле магнетара не точно выровнено с его осью вращения, и если планета не вращается точно в экваториальной плоскости магнетара, то вы получите быстро колеблющееся магнитное поле по всей планете, что бесполезно для постоянно левитирующие предметы, что приведет к значительному нагреву и магнитному сопротивлению. Возможно, нагрев — это хорошо, но магнитное сопротивление делает этот сценарий нестабильным — планета быстро переместится на более высокую орбиту, где магнитные эффекты незначительны.

  3. На самом деле мы живем не в ньютоновской вселенной. Это означает, что мы должны учитывать эффекты светового цилиндра — цилиндра, определяемого радиусом от оси вращения звезды, на котором объект, вращающийся вместе с магнетаром, должен был бы двигаться со скоростью света. Внутри светового цилиндра магнитное поле хорошо аппроксимируется вращающимся классическим полем, но по мере приближения к световому цилиндру поле сильно искажается и эффективно «отсекается» на этой поверхности. За пределами светового цилиндра поле в экваториальной плоскости звезды фактически равно нулю и следует довольно сложной функции звездной широты, центрального радиуса и магнитного наклонения выше и ниже этой плоскости. Таким образом, если планета вращается в экваториальной плоскости магнетара, она вообще не будет испытывать значительных магнитных эффектов;