"Кемерону от Кеплера" или "Колдунства планетарных маштабов"

[stretop]

Итак, свершилось. Товарищ Кемерон выпустил прекрасный демонстрационный ролик возможностей современных технологий виртуального моделирования, который многими по недомыслию был назван фильмом. "Аватар" выполняет сразу две функции: показывает нам, как нужно презентовать достижения современной инженерной и программистской мысли, и в то же время

Comments

[ariwch]

Фильм тупой (как дроваБуратино), но по первому пункту все же хотелось бы заметить, что существует такие штуки, как "горячие Юпитеры", так что газовые гиганты могут быть достаточно близко к звезде.

[stretop]

Такие "горячие" газовые гиганты не могут образоваться в звёздной системе изначально: аккумуляции свойственной планете такого класса атмосферы будет мешать излучение звезды. Следовательно, "горячие Юпитеры" - результат изменения в строении системы. Пример такого изменения: нестабильность орбиты планеты, выраженная в уменьшении её радиуса, "миграции к центру системы", или процесс старения самой звезды. Размещение гипотетической "планеты-сада" возле такого небесного тела ставит ещё больше проблем для развития жизни: помимо перепадов температуры, которые по-прежнему будут происходить при входе/выходе спутника из тени планеты, появится ещё и вероятность попадания под потоки "выбиваемой" звёздным излучением с газового гиганта атмосферы. Это, а также уменьшающаяся масса "материнской планеты" будут изменять орбиту спутника. Чем это закончится - предсказать трудно, и в немалой степени это будет зависеть от состава ядра газового гиганта

[sezam_lj]

Если гигант "горячий" в прямом смысле слова, то есть его орбита намного ниже эффективной земной для этой системы, то да. Но есть и промежуточные случаи - например,HD 100777 b или HD 108874 b, когда гигант близок к эффективной земной орбите и превышает по массе Юпитер. Катастрофические процессы, приведшие такую планету к звезде, закончились, нагрев недостаточен для потери массы "материнской планетой", но достаточен для поддержания воды в жидком виде на спутнике. ИМХО, в таких системах вариант Пандоры возможен.

[stretop]

- и превышает по массе Юпитер
Вот только в нашем случае масса Полифема примерно равна массе Сатурна и значительно меньше массы Юпитера

[sezam_lj]

"Превышает массу Юпитера" - это для абсолютной гарантии :) Можно примерно прикинуть, какой массой должна обладать планета, чтобы быть газовым гигантом, т.е. удерживать водород в своей атмосфере, находясь на эффективной земной орбите.
Земля способна удерживать азот. Водород в 14 раз легче, его характерные скорости при той же температуре в корень квадратный из 14 - 3,74 раза выше. Следовательно, для удержания водорода вторая космическая скорость на планете должна быть больше в 3,74 раза, а масса, соответственно в 14 раз больше земной. То есть массы Урана или Нептуна должно хватить, а массы Сатурна - даже с запасом.

[stretop]

Два возражения:
1)Первая и вторая космические скорости меняются в зависимости от высоты над планетой. Вопрос: какая масса потребуется для удержания водорода на высоте верхнего предела атмосферы, равной таковой у Сатурна (и, как следствие, Полифема)?
2)По мере накопления газов атмосфера из-за возрастающего давления (как учит нас термодинамика адиабатных процессов) будет разогреваться, поэтому вычисления для земной температуры тут не подойдут.

[sezam_lj]

Да, хотел по поводу затенения спутника гигантом добавить: возможен и такой вариант, как несовпадение оси вращения гиганта (и плоскости вращения ближайших спутников) с плоскостью эклиптики. В Солнечной системе совсем экстремальный пример на эту тему есть - Уран и его система спутников вращаются практически "лёжа". В такой системе спутник будет испытывать повышенное затенение только два коротких срока за период обращения гиганта (правда, заодно спутник получит длинные полярные ночи на полюсах).

[stretop]

Но планеты изначально формируются с осью вращения, близкой к перпендикуляру к плоскости эклиптики. Особенно это заметно ближе к звезде, где "упорядочивающее" воздействие магнитного поля светила на газопылевое облако, из которого образуются планеты, сильнее, чем большинство внешних воздействий, а на дальних задворках звёздной системы недостаточно материала, чтобы сформировать газовый гигант вроде Полифема. Кроме того: чем тяжелее планета, тем сложнее её "опрокинуть", а каким воздействием можно столь сильно накренить небесное тело с массой порядка Сатурна - я не представляю.

Не следует забывать также и о взаимодействии магнитосфер Полифема и Альфы Центавра А, которая многократно возрастёт при их гипотетическом сближении. Если при этом ось планеты будет сильно наклонена - магнитное взаимодействие, вероятно, начнёт её поворачивать к положению, более близкому к перпендикулярному (если упростить и считать и звезду, и Полифем магнитными диполями).

[sezam_lj]

Ну, как раз тело с массой порядка Сатурна может :) Кстати, можно рассмотреть вариант Полифема-Пандоры на примере Сатурна и его крупнейшего спутника-Титана

[stretop]

- время этого возврата может быть сравнимо с геологическими эпохами