Обитаемая планета с вытянутой орбитой

[Labinnac]

Попробовать поискать что-ли методики обсчета.

Можно грубо прикинуть, взяв за основу нашу систему. У нас вроде Венера чуть-чуть не попадает на  внутреннюю (гипотетическую конечно же) границу зоны обитаемости, а Марс соответственно лежит на внешней границе. Все упирается в то, где именно будет проходить афелий орбиты "подопытной" планеты.

В перигелии поток излучешия от местного солнца должен быть примерна как на Венере, в 1.85 раз сильнее, чем на Земле. 

В афелии (если он будет в районе Марса) - в 2.3 раза слабее, чем на Земле.

Причем на лето (перигелий) будет приходиться, навскидку, в 1.5 раза меньше времени, чем на зиму (афелий), так как скорость обращения будет возрастать при приближении к звезде (РИ Венера в 1.5 раза быстрее по орбите шастает, чем Марс). Весна и осень будут достаточно долгими, но короче за зиму.

Так что, имхо, суммарное количество тепла за год будет меньшим, чем сейчас Земля получает. Опять же, если планета идентична Земле (столько же СО2 в атмосфере), то там будет вечный ледниковый период (и высокое альбедо, что еще больше охладит ее). Может перигелий сдвинуть в район, условно, между Венерой и Меркурием?

Изменено 29 Aug 2015 пользователем Labinnac

[Serg]

Причем на лето (перигелий) будет приходиться, навскидку, в 1.5 раза меньше времени, чем на зиму (афелий), так как скорость обращения будет возрастать при приближении к звезде (РИ Венера в 1.5 раза быстрее по орбите шастает, чем Марс). Весна и осень будут достаточно долгими, но короче за зиму.

А вот смена времен года будет зависеть еще и от того куда наклонена ось вращения планеты. Если в перигелии южный полюс будет направлен в сторону Солнца климат будет несколько мягче. 

Предположение 1.Вероятность появления вечнозеленых растений будет значительно ниже.

Изменено 29 Aug 2015 пользователем Serg

[letbur]

Очень интересная тема.

Годовые колебания температуры будут вызваны прежде всего изменением расстояния до солнца, и уже потом наклоном оси (в реале - наоборот).

Причем, в отличии от земли, там будет общепланетная зима, когда вода замерзает по всей планете. Движение планеты не равномерное, и жаркую зону она проходит гораздо быстрее, чем холодную.

У воды есть такое очень полезное свойство. При температуре +4 градуса она приобретает максимальную плотность. Если её нагреть или охладить, то её плотность станет меньше. В результате водоемы замерзают с поверхности, а не от дна. На большой глубине в океанах всегда держится постоянная температура около 2-3 градусов. Еще одно следствие - лед тает быстрее, чем замерзает. В жаркое время года лед тает с поверхности. Образовавшееся вода сразу просачивается в трещины во люду делая его рыхлым и подставляет солнцу все новые слои. А вот замерзает он медленно - образовавшейся на поверхности лед задерживает тепло. И чем он толще становится, тем больший путь теплу нужно пройти чтобы рассеяться, и тем медленнее водоем замерзает. В результате вода будет стабилизировать климат на планете.

ИМХО, планеты с такой орбитой были бы даже больше пригодны для жизни, чем РИ земля. Так как даже при сильных колебаниях яркости звезды и средней температуре на планете ниже нуля она все равно будет пересекать обитаемую зону.

Смена времен года. Есть две причины смены времен года на той планете - расстояние от солнца и наклон оси. А если есть луна то ось планеты будет прецессировать - угол наклона не меняется, но изменяется направление этого наклона. (Полный оборот земли ось делает за 25000 лет, но для вашей планеты надо считать, ИМХО, будет меньше). Следствия этого.

Кроме годового цикла будет и многолетний.

Большая зима - когда в перигелии ось северного полушария обращена от солнца. В реультате когда лето наступает по расстоянию, зима наступает по наклону. в серверном полушарии очень холодно. С юга доходит лишь немного тепла. Лучи слонца падают под острым углом, и не дают достаточно света для растительности. По мере того, как планета удаляется от слонца, северное полушарие поворачивается к солнцу там наступает лето по наклону и зима по расстоянию. Результат - там по прежнему очень холодно, но хотя бы светло.

Большое лето. Теперь сверное полушарие повернуто к солнцу в перигелии. Летом солнце ветит очень ярко, даже на полюсах бурная жизнь. Во многих местах (на тропиках) яркость света слишком велика. Но и зима более суровая. 

Когда в одном полушарии большая зима, в другом - лето.

 

[sanitareugen]

0. "Большая полуось" и "малая полуось" это не максимальное и минимальное расстояние до фокуса (афелийное и перигелийное, в данном случае). БП это половина расстояния между масимально удалёнными точками (среднее арифметическое афелийного и перигелийного), МП - перпендикулярно.

1. Тут надо руководствоваться вторым законом Кеплера, за одинаковое время заметется равная площадь. То есть будет короткий период жара и долгая "зима". В жаркий сезон будет иметь место сильное испарение, так что возможна защитная пелена облаков, смягчающая эффект. В холодный вымерзнет главный "парниковый газ" - водяной пар, а возможно, и углекислый.

2. Если ось вращения будет иметь наклон к плоскости орбиты, то будет "райское" полушарие, на отдалении повёрнутое к "Солнцу", а в приближении к нему "Солнце" низко над горизонтом, так что колебания температуры невысоки, и "адское", где долгая суперзима сменяется прохождением через огонь, там же и разные климатические эффекты типа бурь и штормов.

3. Жизнь процветает в одном полушарии, в другом только в океанах, суша там промерзает на метры в глубину и не отогревается за "лето", а лишь прогорает с поверхности.

[Tungsten]

Большая полуось  - 1,25 а.е. Малая полуось - 0,72 а.е.

Вы в курсе , что такое полуоси эллипса ?

Вы же назвали высоту перицентра и апоцентра . Это несколько разные вещи .

 

Как видно из схемы, планета регулярно выходит за пределы зоны обитаемости  и значительный период года  находится в "жаркой зоне".

Видно прямо противоположное - планета пулей проскакивает "жаркую" зону , но долго и нудно болтается за пределами обитаемости , вымерзая в хлам .

 

[Cler]

Калькулятор ув.Роберта говорит что если поставить полуось 1ае, а эксцентриситет 0,25 то солнечная постоянная будет 0,94.

Что бы было райское и адское полушарие  нужен очень сильный наклон, куда сильнее чем земной. Климат будет куда сильнее зависеть от количества и распределения воды и периода обращения вокруг своей оси.(http://home.uchicago.edu/~junyang28/Papers/Yang_Cowan_Abbot_Clouds_HZ_ApJL_2013.pdf http://arxiv.org/abs/1404.4992v1 http://arxiv.org/pdf/1411.0540v1.pdf для ближней стороны и http://arxiv.org/pdf/1302.4566v1.pdf http://www.sciencedirect.com.sci-hub.org/science/article/pii/S0019103512004265 http://people.bu.edu/marchant/Dave_FullText_Papers/Head_AntarcticScience_2014.pdf  для дальней)

Изменено 29 Aug 2015 пользователем Cler

[инженер-исследователь]

   Согласно теории Миланковича именно из-за большого эксцентриситета и происходили Ледниковые периоды , когда в каком-то полушарии летнее солнцестояние совпадало с прохождением афелия то летом слабое излучение далёкого солнца не могло обеспечить прибывания воды в жидком виде, а зимой каждый день из-за близкого солнца наблюдалась оттепель с плюсовыми температурами, но за длинную ночь всё успевало замёрзнуть!

[Serg]

Согласно теории Миланковича именно из-за большого эксцентриситета и происходили Ледниковые периоды

Не такой уж он и большой всего пара %. Учитывая что Солнце площадной а не точечный источник, влияние не должно быть столь большим. И как заметил в теме присутствуют две кардинально разные орбиты. Первая практически всегда находится в зоне обитания, вторая сильно выходящая за пределы этой зоны. Может есть смысл определиться?

[Рок]

Может есть смысл определиться?

Ну первая схема неправильно нарисована, как выяснили. Следовательно,вторая схема рассматривается.

[Serg]

Ну первая схема неправильно нарисована, как выяснили. Следовательно,вторая схема рассматривается.

Понимаю что собственно о технологии Акта Творения нам известно не очень много, но подозреваю для этого требуется довольно значительное время в тепличных условиях. Если же принять высокую возможность появления жизни на телах с сильной элиптической орбитой, то инопланетян можно смело искать на пролетающих кометах. Либо планета всегда находится в сфере обитания, либо на ней нет зарождения жизни.

[feanor]

В общем-то, если рассматривать вне вопроса возникновения жизни (жизнь как 'Эдемов сад') - то просто будет очень много разнообразных механизмов впадания в спячку. 

И да, Винджа уже вспоминали с его "Глубиной в небе"? Но там периоды от зимы до лета длинные, конечно.

[Serg]

будет очень много разнообразных механизмов впадания в спячку. 

Без возникновения полноценного механизма гомеостата, разумная жизнь невозможна.

[Рок]

подозреваю для этого требуется довольно значительное время в тепличных условиях.

Первичная жизнь возникает в океанах, соответственно, океаны нивелируют резкие перепады температур, так что именно с возникновением жизни проблем не будет, ИМХО. А дальше уже дело эволюции.

[Serg]

Первичная жизнь возникает в океанах, соответственно, океаны нивелируют резкие перепады температур, так что именно с возникновением жизни проблем не будет, ИМХО. А дальше уже дело эволюции.

Тогда вообще непринципиально на какой орбите планета, достаточно собственного тепла от ядра.

[Labinnac]

Следовательно,вторая схема рассматривается.

Ну вообще-то это не единственный вариант. Если вписать орбиту сабжевой планеты между венерианской и марсианской орбитами, то она будет выглядеть вот так

(пропорции орбит сохранены)

Красная - Венера, синяя - Земля, зеленая - Марс.

Изменено 29 Aug 2015 пользователем Labinnac

[Serg]

Ну вообще-то это не единственный вариант. Если вписать орбиту сабжевой планеты между венерианской и марсианской орбитами, то она будет выглядеть вот так

Так гораздо интереснее, если автор темы не против. Думаю в этих условиях появление высших форм жизни шансы значтельно выше.

[Рок]

Так гораздо интереснее, если автор темы не против.

Не против   Пусть так  будет.

[sanitareugen]

Гулять так гулять! В этом мире есть Земля, Венера и Марс. И с ними время от времени Бродяга сближается.

[Labinnac]

И с ними время от времени Бродяга сближается.

А если столкновение? За пару-тройку миллиардов оборотов шансы весьма высокие.

Разве что плоскость обриты Бродяги будет перпендикулярной (+ - 30о) к общесистемной плоскости вращения планет.

[Labinnac]

Есть в РИ такой астероид, Круитни, квазиспутник Земли, с интересной и похожей на начальный сабж орбитой.

https://ru.wikipedia.org/wiki/(3753)_Круитни

В перигелии он почти к Меркурию долетает, в афелии - немного дальше Марса убегает. ИСЧХ, облетает Солнце за 364 дня.

Самый опасный отрезок орбиты (от Земли к Меркурию и обратно), если верить анимации, он проходит примерно за 4 земных месяца.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Orbits_of_Cruithne_and_Earth.gif?uselang=ru

 

[VIR]

 .

Типа такого?

А разве орбиты могут касаться друг друга?

[Labinnac]

А разве орбиты могут касаться друг друга?

Ну это же условные орбиты. Я так понимаю, что "подопытная" планета рассматривается вообще не в солнечной системе, а возле полного двойника Солнца.

Для простоты параметры звезды совпадают с параметрами Солнца, параметры планеты (кроме орбиты) совпадают с параметрами Земли.

[Serg]

А разве орбиты могут касаться друг друга?

И даже совпадать по времени. Чего только не бывает, а у нас происходит(моё) http://ligis.ru/articles/02/02_21/08/07/index.html

Спутники Эпиметей и Янус находятся в уникальном гравитационном "танце" друг с другом. Орбита одного из них всего на 100 км ближе к Сатурну, чем орбита другого. Более близкий спутник движется чуть быстрее, и раз в 4 года догоняет более далекий. Во время сближения они гравитационно взаимодействуют друг с другом и меняются орбитами: более близкий спутник переходит на чуть более отдаленную орбиту, а более далекий - на чуть более близкую. Через 4 года все повторяется снова.

[VIR]

Ну это же условные орбиты.

Они касаются друг друга или нет? Судя по вашему рисунку касаются

"подопытная" планета рассматривается вообще не в солнечной системе, а возле полного двойника Солнца.

Это наплевать. 

 

[Labinnac]

Они касаются друг друга или нет? Судя по вашему рисунку касаются

Вы скорее всего неправильно поняли. ТС изначально постулировал систему, где будет вращаться планета, чья орбита из-за вытянутой формы (большой эксцентриситет) будет немного "вылезать" за границы зоны обитаемости. Так как центральная звезда аналогична Солнцу, и в нашей системе Венера и Марс располагаются более-менее на границах зоны обитаемости, то можно (приближенно) считать их орбиты (среднее расстояние до звезды) этими границами зоны обитаемости для большей визуальной понятности. ТС не предполагал, няп, наличие в системе копий Венеры и Марса на тех же орбитах, т.е. единственная реально изображенная орбита на рисунке - черного цвета, орбита сабжевой планеты. Пунктир - условные границы зоны обитания + условная орбита Земли для сравнения.

Все равно, имхо, для того, чтобы сабжевая планета на протяжении года получала такое же количество тепла, как Земля от солнца (чтобы не быть застывшим ледяным шаром), ее орбита должна скорее напоминать орбиту астероида Круитни (выше ссылка была), с глубоким и быстрым "нырком" почти до орбиты Меркурия и позже медленным отдалением чуть дальше за орбиту Марса.