Может ли обитаемая планета иметь мини-солнца (то есть солнечные спутники или светящиеся луны)?

Солнца - звезды. Вокруг них вращаются планеты, а иногда и другие звезды. Планеты вращаются вокруг лун. Разумно развитые цивилизации могут также запускать искусственные спутники на орбиты вокруг своей планеты. Свет и энергия в планетной системе в основном исходят от ее центральной звезды, которая питается от ядерного синтеза самых легких элементов. Из-за вращения небесных тел планеты часто имеют регулярные сезонные и дневные циклы. Жизнь, развившаяся на планете, зависит от этих циклов. Я хотел бы изменить одну из этих фундаментальных концепций, сделав систему геоцентрической, а не гелиоцентрической:

Возможно ли, чтобы звездообразный спутник вращался вокруг планеты «класса М» ?
Другими словами, как я могу осветить луну? (Кажется, это уже было сделано раньше, но с маханием руками/необтаином, Кларком в песках Марса «Проект Рассвет» для Фобоса и Полом/Корнблутом в Волчьем отраве .)

Поскольку диски нашего Солнца и Луны в небе кажутся примерно одинакового размера, представьте, что Луна не отражала бы свет, а излучала бы его и, возможно, вращалась бы вокруг Земли быстрее («однодневный месяц»).

Эта излучающая свет луна заменяла бы настоящее солнце, если бы она вращалась вокруг планеты-изгоя, или дополняла бы солнце, которое было слишком далеко, т.е. планета находится вне любой нормальной обитаемой зоны обычной планетарной системы.

Массив меньших спутников также был бы приемлем, и они могут быть искусственными, если это необходимо.

Проблемы

Независимо от источника энергии, я ожидаю, что излучение будет проблемой, даже в массивной атмосфере.

Гелиоцентрические системы естественны, потому что самые маленькие звезды все еще больше и массивнее самых больших планет: OGLE-TR-122b кажется самой маленькой из известных звезд , размер которой примерно равен Юпитеру, но в 100 раз больше его массы. Самые большие обнаруженные экзопланеты имеют радиус в 2 или 3 раза больше Юпитера.

Я думаю, что большая масса необходима, чтобы сделать возможным постоянный и стабильный синтез водорода. Так что скорее всего это не вариант.

Спасибо, @ HDE226868, как я и предполагал, мини-солнца на термоядерном топливе невозможны, но, возможно, есть другой способ получить яркую неотражающую луну.
Чтобы пройти требования по геоцентризму, нам нужно полностью отменить эффект параллакса при просмотре остальной Вселенной, верно? Или нам нужны другие планеты, которые также вращаются вокруг этой планеты?
Другие звезды и планеты не имеют значения, @sh1. Поддержка геоцентрического мировоззрения на планете не является целью этого вопроса.
Тогда как отличить маленький объект, вращающийся вокруг большого объекта, от большого объекта, вращающегося вокруг маленького?
@sh1 Пусть центр масс находится внутри большего тела (как в случае с Землей и Луной).

Ответы (5)

Хотя у меня нет полного физического фона, чтобы подтвердить это, интересной идеей для геоцентрической системы может быть двойная звездная система. Представьте себе пару звезд примерно одинаковой массы на орбитах с очень низким эксцентриситетом друг вокруг друга. Обе эти звезды на самом деле будут вращаться вокруг точки между ними, где вы можете разместить свою гораздо меньшую планету прямо в точке вращения, и у вас фактически будет пара солнц, вращающихся вокруг вашего (вероятно, очень горячего) мира.

День в этом мире, конечно, будет фактически бесконечным (за исключением того, что какой-то другой спутник даст вам временную передышку в виде затмения), поэтому вы, вероятно, захотите установить эти звезды дальше от вашей планеты класса М, чем обычная зона Златовласки, чтобы немного остыть. В зависимости от рассматриваемых расстояний и от того, включаете ли вы другие спутники или нет, планета также может быть заблокирована приливом со своими солнцами, образуя полосу вокруг середины (фактически нулевой меридиан), где все немного прохладнее благодаря более косвенному Солнечный лучик

Я думаю, это L1, который вы использовали для своей планеты, верно? Означает ли это, что у вас могут быть объекты в L4 и L5, которые субъективно кажутся также вращающимися вокруг планеты, или они исчезают, когда оба основных тела имеют одинаковый размер? И можем ли мы заменить одну звезду черной дырой такой же массы?
@sh1 вроде как, цель состояла в том, чтобы планета находилась в барицентре системы, что, я думаю, в случае относительно равных масс также было бы L1 (можете ли вы сказать, что я не астроном? :)) в том же духе , кажется, что у вас могут быть объекты на L4/L5, которые будут примерно на полпути по орбитальному пути между двумя телами. Что касается черной дыры, то почему бы и нет? это просто масса
К сожалению, это не стабильная орбитальная конфигурация... любое возмущение центра, и планета, уже не находящаяся в равновесии с окружающей средой, падает прямо на ближайшее солнце. Потребовалось бы искусственное вмешательство (в виде массивной, мощной, управляемой луны), чтобы удерживать ее в центре, и трудно представить, как она вообще там оказалась...

Ядерная лампочка. Идея состоит в том, что радиоактивная плазма содержится внутри сосуда. Первоначально идея была предложена как тип ракетного двигателя (тепло от корабля используется для приведения в движение топлива), но я думаю, что это могло бы соответствовать своему названию в более буквальном смысле — почему бы и нет? Выбрасывание космического корабля определенно упрощает проектирование.

Простая идея заключалась бы в том, чтобы запихнуть много долгоживущих радиоактивных материалов внутрь большой вольфрамовой оболочки. Радиоактивный распад нагревает вольфрам — и, как мы все знаем из этих устаревших ламп накаливания, достаточно горячий вольфрам дает приятное белое свечение. Он не очень эффективен, но при правильном питании он может светиться очень долго.

Самый эффективный тип генерации энергии, известный нам в настоящее время, — это антиматерия, за которой следует термоядерный синтез. Как вы сказали, количество материи, необходимое для естественной самоподдерживающейся термоядерной реакции, будет значительно больше, чем сама планета. С небольшим усилием, если бы искусственные термоядерные реакторы были созданы в космосе, теоретически у вас могла бы быть массивная луна, которая оказалась электростанцией, излучающей свет и другое излучение на планету.

Поскольку это искусственно, излучатель может быть приливно привязан к планете, так что сторона «солнца» или сторона излучателя всегда будут концентрировать всю энергию на планете, не тратя энергию впустую.

Кроме того, Луна не должна быть ближе или дальше, чем настоящая Луна, потому что рассматриваемая планета будет вращаться. Если взять в качестве примера земную систему, если Луна станет похожа на Солнце и будет излучать столько же света, сколько обычно излучает Земля, то день удлинится только на 50 минут . Это почти столько же, сколько на Марсе (на 39 минут больше) и будет не так уж заметно для жителей.

В качестве альтернативного предложения вы могли бы иметь массивное фокусирующее скопление спутников у ближайшей звезды и направлять энергию на луну в L1 относительно системы звезда/планета. В идеале спутники должны быть как можно ближе к звезде, чтобы уменьшить общий размер спутника (спутников). Это может быть несколько пассивная система, которая позволит обойти проблемы с плотностью энергии. Эта концепция напоминает мне мощность луча для чего-то вроде солнечного паруса, но для всей планеты.

Антиматерия не генерирует энергию, поскольку нет мин антиматерии. Это может быть концентрированный способ хранения энергии, но не первичный источник . И что вы имеете в виду под «с последующим слиянием»? Как только вы аннилируете антивещество, вы получите гамма-лучи, а не то, что вам потом придется сплавлять.

в реальной жизни западные ученые веками задавались вопросом, что питает солнце. Расчеты показали, что он мог бы гореть всего несколько тысяч лет, как в библейской хронологии, если бы приводился в действие горением, чего было недостаточно для эонов новой науки геологии.

Если бы Солнце питалось медленным гравитационным сжатием, согласно более поздним расчетам, оно могло бы светить несколько миллионов лет, но к тому времени геологи утверждали, что жизнь на Земле существовала сотни миллионов лет. Я читал, что однажды на научной встрече между астрономом и геологом произошло физическое насилие из-за этой проблемы.

И, наконец, было рассчитано, что ядерный синтез — это то, как сияют звезды. Теперь вы хотите найти способ для «звезд» размером с Луну осветить планету, не обладая огромной массой, которая делает возможным естественный синтез. К счастью, то, что вы хотите, не является СОВЕРШЕННО невозможным.

Для меня обширная, полностью механизированная система выработки электроэнергии, питающая свет для освещения планеты, кажется «самым простым» решением.

ИМХО, полностью искусственный «спутник Солнца», вероятно, должен был бы иметь обширную систему генераторов энергии, ремонтных роботов и автоматизированных заводов по производству деталей для генераторов и освещения, а также производить ремонтных роботов, а ремонтные роботы должны были бы обслуживать и ремонтировать все. .

И это, кажется, самый простой путь. если Земля и Луна будут выброшены из Солнечной системы, постройте на Луне множество термоядерных реакторов для питания источников света, покрывающих всю поверхность, и все они будут направлены на Землю, чтобы освещать и нагревать Землю.

Но если вам нужна система, которая работает сама по себе без механизмов, как работает солнце, это проблема, поскольку вам не нужен объект с массой, необходимой для естественного синтеза.

Если вы хотите, чтобы луна, как спутник Солнца, сияла всего несколько тысяч лет, ее создатели могли бы построить ее в виде гигантского погребального костра в космосе, рассчитанного на то, чтобы гореть тысячи лет.

Один из способов — использовать термоядерную энергию для питания устройств, трансмутирующих материю, которые превращают различные элементы в радиоактивные и, возможно, делящиеся элементы. Если вы переместите достаточное количество таких элементов на рассматриваемую Луну, они будут давать достаточно энергии в секунду, чтобы освещать и нагревать планету. Излучение, производимое элементами, должно быть превращено в электромагнитное излучение (свет), и предложение Джоанны Мариетти «ядерная лампочка» показывает, как это сделать.

Конечно, чем больше энергии радиоактивный изотоп производит каждую секунду, тем быстрее он обычно распадается на нерадиоактивный изотоп. Таким образом, тот, кто рассматривает такую ​​систему, должен будет рассчитать, какие элементы использовать и в каком количестве, чтобы обеспечить стабильное производство света в течение необходимого времени с момента создания системы в вашей истории.

Может быть, вы хотите, чтобы первые исследователи достигли «спутника Солнца», чтобы обнаружить, что светоотдача вскоре упадет ниже достаточного уровня, и жизнь на их планете умрет, если они не найдут способ пополнить запасы радиоактивных элементов на «спутнике Солнца». .

Поскольку скалистая планета, похожая на Землю, образуется в результате бесчисленных столкновений крупных астрономических тел, вскоре после образования она становится горячей в расплавленном состоянии. Таким образом, ваша планета, похожая на Землю, и любые большие луны вначале будут раскалены до расплавленного состояния. Но меньшие спутники остынут и сформируют твердые поверхности за много миллионов лет до появления больших планет. Таким образом, планеты могли освещать и нагревать свои луны, и, возможно, космические путешественники могли засеять луны жизнью, которая могла бы выжить, пока планеты не остынут.

Таким образом, рассматриваемые луны остынут и перестанут естественным образом освещать свои планеты задолго до того, как их планеты остынут и обретут твердые поверхности, где жизни может понадобиться тепло и свет от лун. К тому времени, когда планетам понадобился свет и тепло от расплавленных горячих лун, расплавленные горячие луны остыли и больше не могли естественным образом обеспечивать тепло и свет.

Таким образом, высокоразвитое общество могло бы искусственно разогреть луну или луны планеты, чтобы луны давали достаточно тепла и света, а затем засеять планету многоклеточными формами жизни, чтобы воспользоваться этим теплом и светом, прежде чем луны снова остынут. .

Вполне возможно даже крайне маловероятное естественное столкновение через много миллионов лет после эпохи, когда было обычным делом нагревать Луну до расплавленного тепла.

Конечно, повторно нагреть луну или луны до расплавленного тепла было бы очень сложной задачей для этих сверхпродвинутых пришельцев. Вероятно, они направят множество крупных астероидов и комет на Луну (а не на планету, за исключением любых комет, необходимых для обеспечения водой и атмосферой) и подогреют ее. Целью будет одно или несколько одновременных ударов, которые почти, но недостаточно энергичны, чтобы разрушить луну, чтобы обеспечить максимальное количество тепловой энергии.

И сверхмощные инопланетяне, возможно, захотят столкнуть другие астероиды и кометы друг с другом, чтобы создать новую луну для планеты, чтобы заменить ту, которая превратилась в солнце.

Есть две проблемы с отражающим спутником. Я проиллюстрирую их на примере системы Земля-Луна, которая хороша, поскольку Луна, насколько нам известно, является исключительно большим спутником.

  • альбедо — это доля света, которую тело поглощает и не отражает. Поскольку оно изменчиво, предположим, что ваш спутник является идеальным зеркалом и будет отражать весь получаемый свет (фактическое альбедо Луны составляет 0,136).

  • во-вторых, ваш спутник будет иметь лишь часть поверхности планеты. Даже на том же расстоянии от Солнца это означает, что будет собрано только пропорциональное количество солнечного света. Википедия сообщает нам, что поверхность Луны составляет 0,074 поверхности Земли, поэтому максимальный общий свет, который Луна может отражать, составляет 0,074 от общего количества света, поступающего на Землю. Что не мало, но уж точно выходит за пределы «солнечного» диапазона.

  • что еще хуже, свет будет рассеян Луной обратно в космос. С Луны Земля представляет собой цель 2°*2° на небе шириной и длиной 180°*180°. Итак, около 1/8100 света, полученного Луной (напомню, это 0,074 света, полученного Землей).

Какие условия улучшат вашу луну? Более высокое альбедо, более крупный спутник и более близкое расположение к планете (поэтому планета, по-видимому, больше) могли бы помочь, но, хотя они могут сделать ночи менее темными, я не думаю, что их комбинации будет достаточно, чтобы получить «солнце». спутника. Единственной оставшейся альтернативой был бы искусственный объект, который можно было бы сделать так, чтобы избежать рассеяния отраженного света (но он был бы невероятно большим по нашим нынешним меркам).

Гм, я бы предпочел "луну", которая не отражает свет, а сама излучает свет. Он не обязательно должен работать на термоядерном синтезе, но должен быть долговечным. Для этого может потребоваться техническое обслуживание (если оно искусственное), но желательно, чтобы оно было полностью автономным.