Возможна ли планета, на которой есть времена года, а также холодная на экваторе и горячая на обоих полюсах?

АхиллесИсцеление

Возможна ли планета, на которой есть времена года, а также холодная на экваторе и горячая на обоих полюсах?

Я пытаюсь создать планету для фэнтезийной ролевой игры, где экватор представляет собой непроходимую область льда. В идеале я хочу найти научно обоснованное решение этой проблемы и не прибегать к объяснению с помощью магии. Вот что я пытаюсь создать.

  1. На планете есть времена года. (Если есть способы, которыми времена года могут быть созданы без наклона планеты, я открыт для этого.)
  2. Планета холодная на экваторе.
  3. Планета горячая на обоих полюсах.
  4. Планета имеет дневной и ночной цикл, аналогичный земному.
  5. Планета может иметь любую продолжительность года. Т.е. Если планета имеет более длительный период обращения из-за сильно эллиптической орбиты.

Вещи, о которых я думал до сих пор:

  1. Наклоните планету на 90°. Это привело бы к тому, что половина планеты находилась бы в постоянной темноте/свете, что нарушает Критерий 4.
  2. Дайте планете наклон 0° и кольца, которые блокируют значительную часть солнечного света вокруг экватора. При наклоне 0° на планете не было бы сезонов (нарушающих Критерий 1), если бы не было другого способа вызвать их. Кроме того, большинство колец в основном плоские, и тень, отбрасываемая кольцами под углом 0° к экватору, будет очень узкой.

Спасибо всем!

Генри Тейлор

Мое решение состояло бы в том, чтобы повесить планету между двумя двойными звездами в точке, где гравитация каждой звезды равна другой. К сожалению, я постулировал такую ​​статичную солнечную систему в предыдущем вопросе , и мне сказали, что такая система будет нестабильной.

АхиллесИсцеление

@HenryTaylor Вы имеете в виду что-то похожее на планету Ситников? Я согласен с системой, которая имеет нестабильную или маловероятную орбиту, однако я не мог представить себе, каким будет день на планете в такой бинарной системе. Есть какие-нибудь мысли о том, каким будет день/сезон/год на планете в такой системе? Спасибо еще раз!

Л.Датч

Кингледион

Не дубликат из-за разных ограничений.

Фродоскайуокер

Дайте ему эллиптическую орбиту, и у вас будут времена года.

Хатору Хансо

Просто указываю: здесь, на Земле, у нас есть другой набор полюсов... да, у нас есть несколько произвольные географические, магнитные полюса, оси вращения и... больше, не все они выровнены друг с другом. Возможному разуму, живущему на этой планете, или посторонним, пытающимся определить для нее набор полюсов, придется нелегко. youtube.com/watch?v=T2XzTUVijZ4

ЭггсундВетчина

Начнем с (4). Чтобы иметь дневные и ночные циклы, планета должна вращаться, и должно быть какое-то местное солнце (или солнца), обычно менее чем на 90 градусов от вращения планеты. Проверять.

Добавьте (2). С солнцем над головой на экваторе, чтобы там было холодно, дневное / ночное солнце должно быть достаточно далеко, чтобы его средний нагрев в течение дня был меньше, чем по каким-либо причинам (3). Не существует орбитальной механики, позволяющей телу оставаться над полюсами больше, чем над экватором круглый год. Это сделает мир темнее, но сохранит эффекты дня и ночи.

Теперь добавьте (3). Чтобы на полюсах было жарко, нужен источник тепла. Давайте попробуем добавить коричневого карлика. Они дают тепло, но мало света. Однако, если мы поместим его над полюсом, наша планета должна будет вращаться вокруг коричневого карлика. После четверти оборота коричневый карлик теперь находится над экватором. (Это та же проблема, что и ваше предложение 1 выше. При наклоне в 90 градусов солнце находится над полюсом только в одной точке орбиты. Это больше похоже на экстремальные времена года, чем на приливную блокировку.)

Таким образом, чтобы получить тепло на полюсах, вам нужен источник, который находится внутри планеты. Одна из идей состоит в том, чтобы использовать нагретое ядро ​​с потоками конвекции магмы, которые поднимаются на полюсах и опускаются на экваторе. Тогда полюса получат больше тепла от ядра. Но это противоположно тому, каким был бы естественный поток из-за вращения планет. Вам потребуется, чтобы большая часть магмы была материалом, который становился БОЛЕЕ плотным по мере повышения температуры. Примеры тому есть, но их немного. Также вам нужно, чтобы ядро ​​было очень горячим, возможно, из-за радиоактивности.

В этой ситуации слабые сезоны могут быть получены, как на земле, от солнца, здесь далекого.

Предположим, мы отказались от идеи круглогодичного проживания и нам нужно, чтобы эта ситуация была стабильной только в течение одного сезона. Тогда у нас могла бы быть планета, совпадающая с двойной звездной системой в точках Лагранжа L4 или L5 с наклоном 90 градусов. Затем каждые два сезона одна звезда будет светить в основном то в одном, то в другом полушарии, что приведет к большему нагреву полюсов, чем экватора. К сожалению, это означает, что в два других сезона один из двух ваших полюсов погружается в нескончаемую тьму.

Наконец, мы возвращаемся к вашей прекрасной идее о том, что широкий набор колец блокирует экваториальный свет на планете с малым наклоном. Все, что вам нужно сейчас, это времена года. Но тильт — не единственный способ иметь времена года. Вместо этого вы можете заставить свою планету вращаться вокруг одной из пары звезд в двойной звездной системе. Близкая звезда обеспечивает большую часть тепла, но далекая звезда обеспечивает изменчивость небольшого количества тепла, которое она добавляет в зависимости от того, где она находится на своей орбите. (Это то, что планеты вокруг альфы Центария А испытывают по сравнению с альфой Центария В.) Кроме того, изменяя наклон звезды В, вы можете решить, будут ли северное и южное полушария испытывать одни и те же времена года в одно и то же время или чередуются. (Или сделайте так, чтобы ваша планета двойная система с коричневым карликом на эллиптической орбите. Или просто сделать планету'

Вкратце: используйте идею с кольцами, но добавьте далекую двойную звезду для сезонов.

Вилле Ниеми

Да, это возможно, хотя вкус, вероятно, не соответствует тому, что вы имеете в виду.

Климат меняется в зависимости от широты и высоты. Горы на экваторе имеют постоянные ледники.

Таким образом, чтобы экватор был закрыт льдом, вам просто нужно сделать его достаточно высоким. Вероятно, самым простым способом было бы сделать планету менее сферической. Преимущество этого в том, что горы не нужны, хотя вам нужно сохранить экватор свободным от океанов, т.е. есть суперконтинент, который окружает планету по экватору.

Это состояние не стабильно, поскольку планеты по определению находятся в гидростатическом равновесии. Так что вам понадобится какая-то причина, например божественное или инопланетное вмешательство, которая объясняет, почему планета менее сферическая, чем должна. У планеты было слишком быстрое вращение, и, может быть, боги это исправили?

С другой стороны, поскольку вам в любом случае нужен суперконтинент, вы можете просто указать, что каждая точка на экваторе оказывается достаточно высокой благодаря различным высокогорьям и горным хребтам. Нет никакой реальной причины, почему бы и нет. Обратите внимание, что, поскольку на экваторе будет намного меньше поглощающего тепло океана и гораздо больше тепла, отражаемого льдом и снегом, он не должен быть таким высоким, как в нашем мире для постоянных ледников. Вдали от ледников дули бы постоянные ветры, а без океанских течений тепло окружающих более теплых земель действительно не могло бы растопить экватор.

Сделать полюса горячими более проблематично. При огромных ледниках и отсутствии морей на экваторе вполне разумно предположить, что полюса окружают в основном высохшие океанические бассейны. Если вы настроите то, что осталось от морей, для эффективного переноса тепла, я думаю, ничто не мешает полюсам быть горячими.

Таким образом, у вас будет полярный океан с подогревом воды ближе к экватору. Там будут острова и прибрежные земли, геология которых в основном состоит из морских эвапоритов .

Проблема с этим решением в том, что оно ничего не сделает с полюсами, которым не хватает солнечного света, по крайней мере, полгода. Таким образом, производительность сельского хозяйства и уровень поддерживаемого населения не будут такими хорошими.

С другой стороны, я сомневаюсь, что для вас так важно иметь огромные сельскохозяйственные угодья на полюсах? Поскольку полярные океаны в любом случае нужны для переноса тепла, можно разместить только острова с выносливыми рыбаками на полюсах, а сельскохозяйственные угодья расположить на побережьях ближе к экватору, где больше солнечного света.

Серая овца

В двухзвездной системе нет устойчивой планетарной орбиты вблизи звезд. Планеты будут

  • скорее всего уйдут (и тогда либо покинут звёздную систему, либо получат стабильную орбиту вдали от звёзд)
  • выйти на орбиту, очень близкую к одной из звезд (и, таким образом, только ее гравитация окажет на них существенное влияние)

Третьей возможности нет. Если вам нужна стабильная планетарная орбита, только одна звезда может существенно повлиять на их орбиту.

Некоторые хитрые решения (например, траектория, образующая «8») очень нестабильны, и планета быстро их покинет.

Единственным исключением является точка Лагранжа L4 или L5 двухзвездной системы. Но в этом случае у вас не может быть нужного созвездия Солнц.

Я могу представить 2 возможности для подобной планеты.

  1. Рассмотрим «планету» (точнее, красную карликовую звезду), вращающуюся вокруг звезды размером с Солнце на текущем расстоянии между Солнцем и Марсом. Его «луна» размером с Землю была бы привязана к нему приливами . Таким образом, это будет постоянное «Солнце» над своим северным полюсом. «Второе Солнце» на месте нашего Солнца могло бы нагревать его преимущественно с южного направления. Результатом будет горячее северное полушарие с постоянным Солнцем и более холодное южное полушарие с движущимся вторичным Солнцем. Если правильно задать параметры орбиты, возможно, получится холодный экватор.
  2. Вы находитесь в системе с одной звездой, с приливно-отливной связью между Землей и Солнцем. Эта Земля должна находиться примерно между Марсом и Юпитером на расстоянии от Солнца. Это приводит к относительно теплому северному полушарию и очень ледяному южному. Некоторые боги или межзвездная древняя цивилизация могли построить большое стабильное космическое зеркало в точках Лагранжа L2 своих орбит с целью стабилизации погоды. Хотя точка Лагранжа L2 неустойчива для точечных масс, она может быть устойчива для большого зеркала. Если зеркало сфокусировать только на небольшую часть льда южного полушария, то получатся теплые полюса и ледяной экватор.

В обоих случаях атмосфера этой планеты должна быть более разреженной, чем наша, чтобы избежать теплопередачи (например, чисто 20% кислородная атмосфера без нашего азота была бы в порядке).

Если хотите, я могу дать несколько фотографий из действительно необходимых созвездий.

сорванныйкиви

Не переусердствуйте. Нет необходимости в сложной экзотической орбитальной механике.

  1. Времена года: осевой наклон, как у Земли. Если вы хотите избежать земных сезонных моделей, ответ здесь полностью зависит от того, какие именно времена года вы хотите. Для чего-то неустойчивого (или необычного паттерна) используйте колебания солнечных циклов, изменяющие мощность звезды, или, если вы хотите, чтобы на обоих полюсах были одинаковые времена года в одно и то же время, не используйте осевой наклон и измените температуру по высокой эклиптической орбите. .

  2. Холодный экватор: большая высота на экваторе из-за более сплюснутой сфероидальной формы планеты делает пересечение его похожим на восхождение на Эверест. Это устраняет перспективу пересечения замерзших морей между полюсами, но сохраняет полушария разделенными замерзшими вершинами и ледниками.

3: Горячие полюса: Горячая планета. Сильный парниковый эффект, возможно, вызванный вулканической активностью, сохраняет тепло на полюсах. Термальные горячие источники были бы обычным явлением при использовании вулканического тепла. Если вы делаете высокотехнологичный научно-фантастический сценарий, это может быть уместно, но в остальном вам не нужно объяснять детали метеорологии донаучным персонажам.

  1. День/Ночь как Земля = вращается как Земля. Простой.

Насколько глубоко вам нужно вникать в детали, чтобы объяснить и построить схему орбитальной механики каждого астрономического тела в вашем мире? Не думайте слишком много и не объясняйте слишком много: действительно ли ваша целевая аудитория настолько заинтересована в том, чтобы вникать в детали изучения реалистичных карт потоков магмы в мантии вашей планеты?

Черная кошка

Одна из возможностей состоит в том, чтобы дать планете какую-то долгоживущую облачную систему, образующую пояс вокруг экватора, который блокирует солнечный свет, или, возможно, даже заставить облака образовывать высотные ледяные кристаллы, которые отражают солнечный свет. У вас все еще могут быть циклы дня и ночи даже на экваторе, просто экватор блокирует достаточно света, чтобы снизить температуру.

На некоторых газовых планетах-гигантах бури длятся столетия или даже тысячи лет, образуя полосы вокруг планеты, отдаленно похожие на то, что я описываю. Однако я не уверен, какой конкретный набор географических особенностей способствовал бы формированию такой погодной системы на каменистой планете.

мокрый контур

Процессия Меркурия соответствует некоторым вашим критериям (всем, кроме №4), если не по букве, то по духу. Каждый год, когда орбита Меркурия приближает его к перигелию, он «запирает» одну грань днем/летом. В следующий раз, когда Меркурий подходит близко, он запирает другую сторону, создавая ночь/зиму. Противоположные грани Меркурия чередуются в резонансе 3:2 с годом Меркурия, с сумеречным кольцом, которое огибает полюса, а не вокруг экватора. Это не будет идеальной сумеречной зоной, каждое сумеречное лицо будет видеть солнце в афелии раз в два года.

введите описание изображения здесь