Как, скорее всего, будет выглядеть пригодная для жизни луна?

На самом деле, когда луна «заперта приливом», это означает, что она всегда обращена одной и той же стороной к своей главной, в данном случае к большей планете, вокруг которой она вращается, а не к солнцу. Это означает, что его период вращения будет равен периоду его обращения. Цикл дня и ночи у него будет либо немного длиннее, либо немного короче, чем период его обращения вокруг родительской планеты, в зависимости от того, была ли его орбита ретроградной или прямой.

Однако любая луна, достаточно массивная, чтобы иметь атмосферу, вероятно, достаточно велика, чтобы не быть заблокированной приливами, и ее день вполне может быть короче периода ее обращения.

Во всех смыслах и целях такая луна очень похожа на любую другую обитаемую планету, с дополнительным осложнением, заключающимся в том, что ее более крупная/массивная главная планета, скорее всего, будет вызывать частые затмения.

Поскольку плоскость орбиты может не находиться в плоскости основной орбиты, эти затмения могут происходить не на каждом витке, а могут происходить на нескольких, тогда может быть промежуток в несколько витков, прежде чем произойдет больше затмений.

Позвольте мне предварить это, сказав, что есть две хорошие книги для начала: Что, если бы Луны не существовало (особенно комментарии, касающиеся строительства и истории) и Большое путешествие (в котором дается подробная информация о многих лунах в Солнечной системе и множество визуализаций художника).

Я считаю, что любая луна, которая может поддерживать жизнь, будет заметно похожа на Землю. Для того, чтобы Луна могла поддерживать стабильную атмосферу (предположительно способную к развитию цивилизации), она должна быть относительно большой — Марс — самое маленькое известное мне тело, имеющее такую ​​атмосферу.

Учитывая тот факт, что земная луна огромна по сравнению с планетой, существует проблема с размером планеты, вокруг которой будет вращаться такая луна — я полагаю, что она должна быть больше Юпитера, чтобы гипотетические методы формирования аккреции работали. В этот момент мы больше смотрим на двойную звездную систему, чем на систему звезда-> планета-> луна.

Если предположить, что нас не волнует, как образовалась луна, и у нас есть пропорции, подобные земле и ее луне (масса около 100: 1, диаметр 4: 1), у системы будет пара характеристик:

О. Масса планеты примерно равна массе Урана, а ее диаметр примерно посередине между размерами Земли и Нептуна (~ 25 тыс. км). Это может быть либо газ, либо земное тело (не знаю ни одного в этом диапазоне с точными данными). Как указывалось в других ответах, это вызовет массивные приливные силы и сделает вероятным приливный замок (сильные приливы имеют тенденцию замедлять вращение тела).

Б. Помните, что Луна вращается, хотя, вероятно, медленно. Период вращения Луны будет таким же, как период обращения. Скорость Луны ограничена, потому что если бы она двигалась слишком быстро, то потерялась бы в космосе. Я был удивлен, обнаружив здесь , что период вращения луны в нужном нам диапазоне размеров (около 6000 км) составляет менее недели.

1. Как могла растительность распространяться таким образом? Предполагая приливный нагрев и достаточно плотную атмосферу (и, надеюсь, облачный покров для предотвращения потери тепла), у вас может быть вода ночью. На самом деле, у вас будет несколько умеренная температура или растительность, которая может выдержать глубокую заморозку. Не забывайте, что растительность может треснуть или даже взорваться, если станет достаточно холодно. В любом случае у вас, вероятно, будет полоса растительности, по крайней мере, в тропиках.

2. Будет ли более вероятным развитие жизни на луне, запертой от приливов, или, скорее, наоборот? Более сильные приливы создали бы огромные моря, поэтому было бы трудно строить города, легко доступные по морю — помните, что приливы случаются дважды в день, какими бы длинными ни были дни. Так что, хотя жизнь может сохраниться, вы, вероятно, захотите, чтобы это произошло на некотором расстоянии от побережья. Или быть сильными пловцами.

3. Будет ли обитаемая луна также иметь полюса, как Земля? Поляки? На оси? Да. Они также будут (вероятно) в плоскости Солнечной системы, поэтому они будут холоднее из-за меньшего количества прямого света, хотя Уран предлагает некоторые интересные возможности.

4. Насколько вероятно, что луна обладает стабильной атмосферой? Если вы используете это как настройку для жизни, я считаю, что это требование. Другие характеристики Луны должны быть построены вокруг атмосферы.

5. Каким будет влияние гравитации на климат и жизнь? Конструкции (биологические или иные) должны быть либо короткими, либо гибкими, чтобы противостоять приливным силам и частым землетрясениям. Климат, вероятно, будет довольно однородным по сравнению с нашим, поскольку я предполагаю, что приливное движение смягчит морскую температуру. У вас также будут гораздо более широкие приливные зоны и/или более крутые скалы с интенсивной эрозией из-за землетрясений (почитайте немного об Ио, чтобы узнать о тектонической активности). Растительность вблизи океанов, вероятно, будет иметь короткую продолжительность жизни или сможет отделяться и плавать.

6. Или эффект вращения вокруг основного? В общем, одна сторона была бы очень одинока в космосе, а над другой всегда была бы планета. Это могло бы создать интересную антропологию. У вас могут быть очень разные религии на разных сторонах, так как с одной стороны солнце будет менее важным, чем планета, а с другой стороны солнце будет главной чертой неба.

7. Какие условия на орбите и на первичной обмотке предотвратят экстремальные колебания температуры? Экстремальные колебания температуры лучше всего компенсируются атмосферой. Состав и особенности атмосферы создают парниковый эффект для защиты планеты.

8. Может ли обитаемая луна иметь времена года? Будут ли эти сезоны, скорее всего, различаться по продолжительности? Будут ли их события следовать предсказуемой схеме? Первоначально я думал, что сезонов не будет, поскольку ось, вероятно, будет такой же, как у планеты, и, вероятно, будет вертикальной, однако возможно, что вся система может наклониться. Тогда были бы времена года, как у нас на Земле (или на Уране).

В целом, я думаю, что Луна в конечном итоге станет похожей на Землю, чтобы поддерживать жизнь. Трудно представить существенно отличающийся мир, в котором могла бы быть естественная жизнь (в не дополненной среде).

Я работал над этим ответом, исходя из своих грубых представлений о вероятности существования конкретной системы. Тем не менее, система довольно маловероятна, может быть нетрудно придумать другую систему - например, бинарную двойную систему с приливно-отливной системой, способную поддерживать жизнь, как Плутон и Харон, где одно или оба тела имеют лицо, которое никогда не получает. прямой свет. Но это отвлекает.

Есть два основных различия между луной и планетой:

1) Расстояние до солнца быстро меняется

Если мы возьмем в качестве примера самые большие луны в нашей Солнечной системе , у луны приличного размера будет радиус орбиты 1-2 миллиона километров. С одной стороны планеты на другую, примерно через 1-2 недели, мы могли бы говорить о том, что Луна окажется на 4 миллиона километров ближе к Солнцу, чем это было неделю назад. Разница между самой близкой и самой удаленной точками Земли от Солнца составляет около 5 миллионов километров.

Дело в том, что времена года не зависят от расстояния до солнца, поэтому я совершенно не уверен, какой эффект это произведет. Я думаю, по крайней мере, погода будет немного более хаотичной, чем на Земле. С осевым наклоном вы можете получить что-то вроде мини-сезона, хотя эффект может быть очень небольшим.

2) Гораздо более мощные гравитационные силы

Если мы снова возьмем в качестве примера самые большие луны нашей системы, у нас будет обитаемая луна, по крайней мере, с газовым гигантом, влияющим на нее, а не на нашу собственную Луну. Это почти 26 000 лун по массе, что равно, учитывая массы и расстояния Юпитера и Каллисто или Титана и Сатурна, в 17-19 раз больше силы притяжения между Луной и газовым гигантом, чем наша планета и Луна друг над другом.

Таким образом, если мы говорим о действительно обитаемом мире, который довольно похож на Землю, приливные силы, которые мы имеем на нашей планете, будут бледными по сравнению с приливными силами, которые Каллистоподобная или титаноподобная луна чувствовала бы под тенью Юпитера. -подобная планета. Это приведет к таким возможностям, как

• Сильные и частые землетрясения
• Огромные различия в «приливах» и «отливах» океанов
• «Приливное нагревание» , которое может привести к сильной вулканической активности.
• Невероятно сильные океанские течения

Я не знаю, приведут ли эти изменения к более сильным или странным погодным условиям, но я не удивлюсь.

Луна, заблокированная приливом, такая как наша, может иметь нормальную последовательность дня и ночи, только длиннее. Обратите внимание, что, если только не происходит затмение Луны, ближний лик Луны может быть полностью освещен Солнцем (как это происходит каждое полнолуние). Таким образом, нет никаких причин для различий между ближней и дальней стороной. Просто с одной стороны большая (или не очень) планета всегда на небе, а с другой нет.

Способность к развитию жизни, по-видимому, зависит не от того, является ли она спутником или нет, а только от существования жидкой воды, которая зависит от наличия достаточной гравитации и нахождения в обитаемой зоне звезды. Если бы Юпитер был там, где находится Земля, а Земля была бы спутником Юпитера, застывшим в приливе, она все еще могла бы быть нашей живой сферой. На самом деле, главное отличие будет только в том, что цикл дня и ночи не будет 24-часовым (с его последствиями для климата, растительности и обычаев животных).

Вы задали много отдельных вопросов, я думаю, что ответил на все сразу. Если нет, я буду рад обновить ответ по вашему желанию через комментарии.

В качестве дополнительных данных: самый большой спутник Юпитера, Ганимед, немного больше нашей Луны. Так что может случиться так, что вам нужен суперюпитер , чтобы иметь надежный спутник размером с Землю. Или просто нет, наша Луна на самом деле является примером суперспутника. Слева: Луна и Ганимед. Справа: Земля.

Важно то, из чего состоит планетарное тело (размер, гравитация, атмосфера, жидкая вода), а не из чего оно вращается.

Неважно, вращается ли «планета» вокруг Солнца, газового гиганта, планеты меньше газового гиганта, что-то вроде двойной звездной системы или даже черной дыры.

Все, что имеет значение, это то, какие условия возникают на поверхности. (Например, черная дыра вряд ли приведет к появлению жизни на планете, поскольку вам потребуется еще один источник света и тепла, но сама по себе она не предотвратит жизнь, если в системе есть другое тело, обеспечивающее необходимые ресурсы, или планета имеет высокую источник внутренней тепловой энергии).