Радиус приливного шлюза в обитаемых зонах

Многое делается для обнаружения экзопланет в обитаемых зонах, местах с большими полуосями орбит, где вода находится в жидком состоянии. Пригодность для жизни может быть поставлена ​​под угрозу, если такие тела будут заблокированы приливом, вращаясь в пределах радиуса приливного замка звезды. На иллюстрации ниже показан радиус приливного шлюза для различных звездных спектральных классов:

введите описание изображения здесь

На диаграмме Меркурий показан в зоне приливной блокировки, хотя на самом деле он находится в спин-орбитальном резонансе 3:2. Как рассчитывается радиус приливного шлюза?

Я не знаю ответа, но предположительно это что-то вроде этого. Вы делаете некоторое предположение о размере планеты, ее жесткости (т. е. о степени ее деформации при заданном приливном напряжении) и начальной скорости вращения. Тогда для любого заданного выбора М , р , легко рассчитать временную шкалу приливной блокировки (скажем, время снижения скорости вращения в 2 или 2 раза). е или что-то). Вы также предполагаете некоторый приблизительный возраст звезды и сравниваете с ним шкалу времени приливной блокировки. Это разумно, пока окончательный ответ слабо зависит от всех этих произвольных выборов!
Тед: Изображение взято с сайта daviddarling.info/images/habzone.gif.
Спасибо! Интересно, что на веб-странице, содержащей это изображение ( daviddarling.info/encyclopedia/H/habzone.html ), не упоминается приливная блокировка и не говорится, откуда взялось это изображение.
Каков источник фигуры? Пожалуйста, не копируйте и не вставляйте случайные материалы в Интернет без указания авторства. Отсутствие контекста также мешает людям ответить на ваш вопрос.

Ответы (2)

Из Википедии (которая ссылается на платный доступ http://dx.doi.org/10.1006/icar.1996.0117 ) мы получаем http://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_locking#Timescale

Теперь a - это большая полуось (или радиус орбиты) объекта (я не совсем уверен, что логика меняется для эллиптических орбит). В любом случае, мы можем легко изменить уравнение, чтобы выразить a (или радиус) через т л о с к (или время) и все остальные переменные.

Затем (используя имена переменных Википедии) мы получаем

а знак равно ( 3 т л о с к грамм м п 2 к 2 р 5 ж я Вопрос ) 1 / 6

Итак, если мы знаем t (что, по сути, является возрастом рассматриваемой звездной системы, о котором мы можем получить приблизительное представление, поскольку у нас есть приблизительное представление о том, как устроена каждая звезда), то мы можем получить значение a для рассматриваемой звездной системы. этот конкретный т .

Отличная работа. Я обнаружил еще один источник SJ Peale (Rotational Histories of the Natural Satellites, 1977) для определения радиуса приливной фиксации. Это проще, чем ваш ответ WIKI, но обе формулы дали одинаковый результат.
@Michael, все это показывает, что такого «радиуса» не существует. Из-за сильной зависимости такого радиуса от упругого свойства планеты быть запертым и от времени не существует конкретного «радиуса», даже максимального или минимального радиуса.
Георг, очевидно, что это лишь весьма воображаемая или гипотетическая конструкция. Астрофизики, изучающие обитаемые зоны экзопланет, используют предполагаемое время формирования и вращения планет, а также другие факторы для оценки потенциальной приливной блокировки. Тонкая линия радиуса приливной блокировки на диаграмме должна быть толще и размытее.
Верно. И в логарифмическом масштабе этого графика степень нечеткости, которая потребуется для «разумных» диапазонов свойств планеты, на самом деле не будет такой уж большой. Тем не менее, рисунок действительно нуждается в дополнительных пояснениях, чтобы сказать, какие параметры были выбраны при проведении этой линии. Поиск картинок в Google показывает, что это изображение всплывает на множестве веб-страниц, но после быстрого просмотра я не смог найти исходный источник или какую-либо страницу с более подробным заголовком.
@TedBunn: я согласен. Главной неопределенностью здесь является коэффициент преобразования приливной энергии Q. И под большой я имею в виду неопределенность ~15 порядков величины для различных твердых составов. Есть недавняя работа по astro-ph по опусканию Q, если кому-то интересно. (редактировать: извините, не видел, что это произошло 4 года назад)

Вы можете увидеть график, использованный в контексте, в статье « Обитаемые зоны вокруг звезд главной последовательности 1993 », написанной Джеймсом Ф. Кастингом. График на странице 124.

Формула блокировки, которую он использует для расчета графика, взята из книги, главы, написанной Пилом в 1977 году, под названием «История вращения естественных спутников».

Формула: время приливной блокировки в секундах = 1 486 ( а 0,027 * М 1 / 3 ) 6

Он использует единицы СГС (сантиметры, граммы и секунды), где М = масса звезды (граммы) и а = Орбитальное расстояние экзопланеты (см)

Приведенная выше формула предполагает, что планета имеет точно такие же свойства, как Земля. Таким образом, он имеет тот же модуль сдвига, радиус, плотность и массу. Его начальное вращение предполагается равным 13,5 часам.

Радиус приливного шлюза в обитаемых зонах
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v