Astronomiya

Təmiz bir şəkildə kilidlənmiş bir planet bir ana ulduza nə qədər yaxın ola bilər və qaranlıq tərəfi hələ də orta temperatur saxlaya bilər?

Təmiz bir şəkildə kilidlənmiş bir planet bir ana ulduza nə qədər yaxın ola bilər və qaranlıq tərəfi hələ də orta temperatur saxlaya bilər?

Beləliklə, günəşə bənzər bir ulduza yığcam bir şəkildə bağlanmış atmosfersiz bir planet təsəvvür edin. Qaranlıq tərəfi çox istilənmədən əvvəl planet ulduza nə qədər yaxın ola bilər?

Təsəvvür edirəm ki, bir anda günəş işığı tərəfindəki qayalar əriyəcək və buxarlanacaq ki, qaranlıq tərəf qayalıq yağışlarla qarşılaşsın. Bu doğru olarmı?

Həm də bir nöqtədə ulduzun atmosferi planetimizi bürüyəcəkdir.

Bəs bu təsirlər hansı məqamda qaranlıq tərəfdəki şərtləri dözülməz edəcəkdi?


Bu proses barədə ümumi fikriniz doğrudur. Yaxın yarı ox məsafəsində qaya buxarlana bilər və Silikat-oksigen atmosferi təşkil edəcəkdir. Kiçik kütləli qayalıq planetlərdə kondensasiya axını mütləq çox isti olduğu üçün gündüzdən gecəyə doğru axacaq, çökmə əvəzinə gecə tərəfdən şaquli olaraq qaçma ehtimalı ilə rəqabət etmək məcburiyyətində qalacaq. Daha yüksək kütləli planetlərdə şaquli qaçış çox çətin olacaq və isti Silikat-Oksigen qazı gecə tərəfində yenidən qaynayacaq və bu səbəblə istilik şüalanması və kondensasiya gizli istiliyi ilə istiləşəcəkdir.

Bu, hazırkı araşdırmaların davam etdiyi bir problemdir və bu il çıxan bir fantastik məqalə xaricində çox qrup çalışmadı. Planet silikatı atmosferinin bir növ saxta-2D modeli yaratmaq üçün, fəlakətli buxarlanan planetlərin hər günü və gecə tərəfi üçün şaquli və üfüqi şəkildə təmsil etmək üçün dörd fərqli 1 ölçülü modeli bir-birinə yapışdırırlar.
Gecə yanları ümumiyyətlə çox isti (500-1000K), lakin təəssüf ki, silikat sıxlığı və ya təzyiq vermirlər. Beləliklə, sıxlıq olmasa, Silikat qazı ilə insan arasındakı istilik ötürülməsinin nə qədər olacağını, yəni bir insanın nə qədər "hiss edəcəyini" təxmin etmək çətindir.

Çox maraqlısınızsa, əminəm ki, bu məqalədə verilmiş Silikat doyma təzyiqlərini qəbul edərək bu təsiri qura bilərsiniz.


Bir planetin Yer tipi həyat üçün çox isti olacağını, hətta fərqli biokimyaya sahib fərziyyəli həyatın ulduz atmosferi ilə qarışmazdan çox əvvəl Yer kürəsinin həyatından daha yüksək temperaturda yaşaya biləcəyini düşünürəm.

Ən sərin ulduzların da səth temperaturu bir neçə min dərəcədir, buna görə də ulduzun atmosferinə bürünəcək bir ulduzun səthinə yaxın olan bir planet, ehtimal ki, hipotetik yad biokimyalar üçün də çox isti olardı.

Planetiniz atmosfer az olduğundan, gündüz ilə gecə tərəf arasında maye və ya qazla istilik mübadiləsi olmaz. Ancaq istilik isti tərəfdən soyuducu tərəfə qayaların arasından keçib onu qızdırırdı.

Ancaq planetin qaranlıq tərəfinin müəyyən bir temperatura sahib olması üçün hansı şərtlərin lazım olacağını hesablaya bilmirəm.

Xahiş etdiyinizə diqqət yetirirəm:

Bəs bu təsirlər hansı məqamda qaranlıq tərəfdəki şərtləri dözülməz edəcək?

Və soruşmalıyam:

"Qaranlıq tərəf şərtləri kim üçün və ya nə üçün dözülməz olardı".

İnsan kəşfiyyatçılarının uzay gəmilərinə enməsi və bazaları qurması və kosmik geyimi gəzməsi barədə soruşursunuz? Kosmik kostyumlarda və kondisionerlə işləyən avtomobillərdə və kondisioner bazalarda insanlar üçün çox isti olandan əvvəl səthin nə qədər isti ola biləcəyini bilmək istəyirsiniz?

Yoxsa planetin yerli həyat formaları üçün qaranlıq tərəfi dözülməz dərəcədə isti edəcəyi barədə soruşursunuz?

Yer üzündə su, qatı, maye və qaz kimi üç fərqli vəziyyətdə mövcuddur və əksər hallarda fərqli vəziyyətlər arasında keçidlər. Yad həyat üçün bir həlledici və mühit istifadə olunan başqa bir kimyəvi maddənin, kökündən fərqli bir biyokimyaya sahib olan bu hipotetik yad həyat üçün uyğun olan temperaturda qatı, maye və qaz arasında keçəcəyini gözləyirik.

Atmosfer təzyiqi düşdükdə, bir mayenin qaynadığı və eyni zamanda düşdüyü temperatur. Kifayət qədər aşağı atmosfer təzyiqində həmin maye sublimasiya ediləcək və birbaşa qatıdan buxara keçəcək, maye pilləsiz. Vakumda və ya vakum yaxınlığında bütün maddələr birbaşa qatıdan qaz halına keçəcək və istənilən maye sürətlə qaynayacaq.

Və planetiniz belə müəyyən edilir:

atmosfersiz bir planet, günəşə bənzər bir ulduz üçün yığcam bir şəkildə kilidlənmişdir.

Beləliklə, planetinizdə həyat formalarının səthində istifadə edə biləcəyi hər hansı bir maye cismi olmamalıdır.

Planetinizə hər hansı bir yerli həyat bəxş etməyin yeganə yolu, qaranlıq tərəfdən çox qalın dondurulmuş maye təbəqələri ilə örtülmüş böyük maye cisimlər verməkdir.

Beləliklə, qalın dondurulmuş metan təbəqələri ilə örtülmüş maye metanın daxili dənizləri ola bilər. Və ehtimal ki, metan okeanında maye metan istifadə edən hipotetik həyat formaları ola bilər. Gündüzdən gələn istilik qayalarla gecə tərəfə aparıldığından, maye metan okeanı istilənəcək və ehtimal ki metan əsaslı həyat üçün çox isti olacaq. Və nəticədə metan okeanı metan buxarına çevriləcək və bəlkə də üstündəki metan buz təbəqələrini açacaq.

Və bəlkə dondurulmuş ammonyak qalın təbəqələri ilə örtülmüş maye ammonyakın daxili dənizləri var. Və ehtimal ki, ammonyak okeanında maye ammonyak istifadə edən hipotetik həyat formaları ola bilər. Gündüzdən gələn istilik qayalarla gecə tərəfə aparıldığından, maye ammonyak okeanı isinəcək və bəlkə də ammonyak əsaslı həyat üçün çox isti olacaq. Və nəticədə ammonyak okeanı ammonyak buxarına çevriləcək və bəlkə də üstündəki ammonyak buz təbəqələrini açacaq.

Bəlkə də dondurulmuş suyun qalın təbəqələri ilə örtülmüş maye suyun daxili dənizləri var. Və ehtimal ki, su okeanında maye sudan istifadə edən hipotetik həyat formaları ola bilər. Gündüzdəki istilik qayalarla gecə tərəfə aparıldığından, maye su okeanı istiləşəcək və ehtimal ki su əsaslı həyat üçün çox isti olacaq. Və nəticədə su okeanı su buxarına çevriləcək və bəlkə də üstündəki su buz təbəqələrini açacaq.

Və bəlkə dondurulmuş kükürdün qalın təbəqələri ilə örtülmüş maye kükürdün daxili dənizləri var. Və bəlkə də kükürd okeanında maye kükürd istifadə edən hipotetik həyat formaları ola bilər. Gündüzdən gələn istilik qayalarla gecə tərəfə aparıldığından, maye kükürd okeanı istiləşəcək və bəlkə də kükürd əsaslı həyat üçün çox isti olacaq. Və nəticədə kükürd okeanı kükürd buxarına çevriləcək və bəlkə də üstündəki kükürd buz təbəqələrini açacaq.

Əlbətdə metan əsaslı həyat, ya da ammonyak əsaslı həyat, ya su əsaslı ömür ya da kükürd əsaslı həyat üçün gecə tərəfindəki fərqli qaya temperaturları lazımdır. Və ya başqa bir həlledici istifadə edən həyat.

Görmək:

https://en.wikipedia.org/wiki/Hipotetik_types_of_biokimya [1]

Planetinizin belə təsvir edildiyini qeyd edirəm:

atmosfersiz bir planet, günəşə bənzər bir ulduz üçün yığcam bir şəkildə kilidlənmişdir

Ulduz Günəşlə eyni kütlə və parlaqlığa sahibdirsə, Günəş sistemimizdəki bir planetin yığcam şəkildə kilidlənmə məsafəsi xəyali planetinizin ulduzuna səliqəli şəkildə kilidlənmə məsafəsi olacaqdır. Və beləliklə, planetin temperaturu Günəşdən o məsafədəki bir planetin istiliyinə bənzəyir.

İnsan üçün yaşayış planetlər Stephen H. Dole, 1964, 2007, aləmlərin insanlar üçün yaşanabilir ya da edilməməsini təmin edən müxtəlif amillərdən bəhs edir.

https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/commercial_books/2007/RAND_CB179-1.pdf [2]

Səhifə 71-də cədvəl 9, Günəş Sistemindəki müxtəlif cisimlərə gelgit gecikmə təsirlərinin hesablanmış güclü cəhətlərini və hər hansı bir şəkildə kilidlənib bağlanmadığı yerləri siyahıya alır.

Dole, səhifə 70-də faktor olduğunda nəticələnir h Kvadrat bir yerdə 1,2 ilə 2,0 arasındadırsa, planetin fırlanması "dayandırılacaq" (əslində səliqəli birincil olaraq kilidlənəcək).

Ancaq Dole-un nəticəsi ilə bağlı bir problem var. Günəşə çox yaxın olan və günəş tərəfində daha isti olan Merkuri planetinin bir tərəfi Günəşə dönük şəkildə saxlayaraq günəşə kilidləndiyinə inandığı zaman yazıldı.

Lakin 1965-ci ildə Merkuri Günəşin səliqəli şəkildə kilidlənmədiyi aşkar edildi.

Uzun illər Merkuri sinxron şəkildə Günəşlə kilidlənmiş, hər orbit üçün bir dəfə fırlanan və həmişə eyni üzü Günəşə tərəf yönəltmiş, Ayın eyni tərəfi daim Dünya ilə üzləşdiyi şəkildə olduğu düşünülürdü. 1965-ci ildə aparılan radar müşahidələri planetin 3: 2 spin-orbit rezonansına sahib olduğunu və Günəş ətrafında hər iki dövr üçün üç dəfə fırlandığını sübut etdi. Merkuri orbitinin ekssentrikliyi bu rezonansı perihelionda sabit edir, günəş gelgitinin ən güclü olduğu zaman, Günəş demək olar ki, Merkuri səmasında. [114]

Nadir 3: 2 rezonanslı gelgit kilidlənməsi, Merkuri ekssentrik orbiti boyunca gelgit gücünün dəyişməsi ilə sabitləşir və Merkurinin kütləvi paylanmasının qalıcı bir dipol komponentinə təsir göstərir. [115] Dairəvi bir orbitdə belə bir fərq yoxdur, buna görə də belə bir orbitdə sabitləşən yeganə rezonans 1: 1-də (məsələn, Yer-Ay), bir bədəni "mərkəz-bədən" xətti boyunca uzadıb gəldikdə. bədənin ən az ətalət oxunu ("ən uzun" ox və yuxarıda qeyd olunan dipolun oxu) daima mərkəzə yönəltmək üçün bir tork. Bununla birlikdə, Merkuri orbitində olduğu kimi diqqətəlayiq bir eksantrikliklə, gelgit qüvvəsi perihelionda maksimuma sahibdir və bu səbəbdən planetin periheliondan keçərkən ən az ətalət oxunu təxminən Günəşə yönəltməsini təmin edərək 3: 2 kimi rezonansları sabitləşdirir. [ 115]

Astronomların sinxron şəkildə kilidləndiyini düşünməsinin əsl səbəbi, Merkurinin müşahidə üçün ən yaxşı yerə qoyulduğu zaman, həmişə 3: 2 rezonansında eyni nöqtədə olması və bu səbəbdən eyni üzü göstərməsi idi. Bunun səbəbi, təsadüfən Merkurinin fırlanma dövrü Yer üzünə nisbətən sinodik dövrünün demək olar ki, yarısıdır. Merkurinin 3: 2 spin-orbit rezonansı sayəsində bir günəş günü təxminən 176 Dünya günü davam edir. [22] Bir sidereal gün (fırlanma dövrü) təxminən 58.7 Dünya günü davam edir. [22]

https://en.wikipedia.org/wiki/Mercury_(planet)#Orbit,_rotation ,_and_longitude(3]

Beləliklə, bir planetin günəşə bənzər bir ulduza daha da yaxınlaşması və beləliklə də Merkuridən daha isti olması lazımlıdır. Fəqət Merkurinin 3: 2 spin-orbit rezonansına sahib olmasının səbəblərinin Merkürün günəşə bənzər ulduzlardan məsafədə dövr edən bütün planetlərə şamil olunmaması və bəzi planetlərin Merkurinin məsafəsində səliqəli şəkildə kilidlənə bilməsi və daha da uzaqlaşması mümkündür. günəşə bənzər ulduz.

Merkuri və Venera planetləri Günəşə səliqəli şəkildə kilidlənmir və beləliklə bir tərəfdə əbədi gün, digər tərəfdə əbədi gecə yoxdur. Ancaq çox uzun günləri və gecələri var.

Venerada gecə ilə gecə arasında temperaturda az fərq var, çünki sıx atmosfer istiliyi planetin ətrafına bərabər şəkildə yayır.

Merkuri çox uzun bir günə sahibdir, ancaq gecə və gündüz dəyişikliyi var.

Merkuri səthinin temperaturu 100 ilə 700 K arasında dəyişir (-173 ilə 427 ° C; -280 ilə 800 ° F) [18] ən həddindən artıq yerlərdə: 0 ° N, 0 ° W və ya 180 ° W. Ekvator və qütblər arasında bir atmosferin olmaması və dik bir temperatur qradenti səbəbindən qütblərdə [12] heç vaxt 180 K-dan yuxarı qalxmır. Yeraltı nöqtə perihelion (0 ° W və ya 180 ° W) zamanı təxminən 700 K, aphelyonda isə yalnız 550 K (90 ° və ya 270 ° W) çatır. [73] Planetin qaranlıq tərəfində temperatur orta hesabla 110 K-dır. [12] [74] Merkuri səthindəki günəş işığının intensivliyi günəş sabitinin 4,59 ilə 10,61 dəfə arasında dəyişir (1,370 W · m − 2). [75]

110 Kelvin qaranlıq bir temperatur, mənfi 261,67 Fahrenheit dərəcəyə (-163 ° C) bərabər olardı.

Beləliklə, Merkurinin tipik bir nöqtəsindəki temperatur hər Merkuriya günü yüzlərlə dərəcə yüksələcək və enəcəkdir. Civə ulduzlara görə (sidereal gün) Yer kürəsində hər 59 gündə fırlanır, lakin Günəşə (günəş günündə) görə Yer kürəsində hər 175.97 gündə tam bir fırlanma edir.

Deməli, təxminən 110 K temperaturu olan Merkuri üzərində bir nöqtə 87.985 Dünya günü ərzində ən az 300 K artacaq və sonrakı 87.985 Dünya Günündə ən azı 300 K düşəcək.

Düşünürəm ki, bu Merkuri üzərindəki süxurlar və digər səth materialları istiliyi çox yaxşı keçirmir. Və bəlkə də bu, yığcam şəkildə kilidlənmiş bir havasız planetin qaranlıq tərəfinin çox və çox soyuq ola biləcəyi mənasını verə bilər.

Merkurinin Günəşə yığcam bir şəkildə kilidləndiyinə inandıqda, Merkurinin qaranlıq tərəfinin Günəş sistemindəki ən soyuq yer olduğunu düşünmək məntiqli idi və beləliklə Larry Niven-in civənin qaranlıq tərəfində qurduğu hekayə "Ən Soyuq Yer ".

Beləliklə, təmiz bir şəkildə kilidlənmiş bir havasız planetin ulduzuna çox yaxın olması, gündüzdən gecə istiliyinə çatması və istiliyin sağa və ya dözülməz dərəcədə soyuq əvəzinə dözülməz dərəcədə isti olmasına səbəb ola bilər.


Toz bəzi ekzoplanetləri daha yaşayışlı hala gətirə bilər

Havadakı tozun küləklər tərəfindən Yer kimi daşlı ekzoplanetlərdə necə paylana biləcəyini təsvir edən üç kompüter simulyasiyası. Denis Sergeev vasitəsi ilə görüntü / Exeter Universiteti / ScienceAlert.

Bir planetin yaşanmasına səbəb olan nədir? Bir planetin istiliyi, suyun miqdarı, həm planetin atmosferi, həm də atmosferi və ev sahibi ulduzdan gələn radiasiya miqdarı kimi müxtəlif amillər bir həyatı davam etdirə bilər. Keçən ay Böyük Britaniyadakı tədqiqatçılar atmosferin ortaq bir komponentinin & # 8211 tozunun bəzi ekzoplanetlərin yaşayış qabiliyyətini artıra biləcəyini aşkarladılar.

Tərəfdaşların nəzərdən keçirdiyi nəticələr dərc edildi Təbiət rabitəsi 9 iyun 2020-ci ildə.

Bu, əhəmiyyətli bir tapıntıdır, çünki atmosferində çox toz olan planetlərin ulduzlarından daha əvvəl düşünüləndən daha uzaq yaşayış şərtləri ola biləcəyini düşünür. Bu, əslində qayalıqdakı temperaturun maye suyun mövcud olmasına imkan verə biləcəyi bir ulduzun ətrafındakı yaşayış zonasını genişləndirəcəkdir.

Exeter Universiteti, Met Office və Şərqi Anglia Universitetinin (UEA) tədqiqatçıları yeni işə cəlb edildi.

Tozun planetlərin iqliminə təsiri. Düzənli şəkildə kilidlənmiş bir planet (a) və qeyri-kilidli bir planet (b) üçün a-d panelləri planetlərin baza vəziyyətini, e-h qısa (ulduz) və uzun dalğa (infraqırmızı) məcburiyyəti göstərir. (səth enerjisi tarazlığındakı dəyişiklik) toz və i –j tərəfindən tətbiq olunan məcburiyyətin səth istiliyinə təsirini göstərir. Mavi oxlar planetin ulduz ətrafında hərəkətini, yaşıl oxlar planetin ulduza nisbətən fırlanmasını göstərir. Boutle et al. / Vasitəsilə görüntü. Təbiət rabitəsi.

Günəş sistemimizdən kənar yaşayış sahələrini müəyyənləşdirmək cari və gələcək kosmik missiyaların əsas hədəfidir. Yenə də yaşayış qabiliyyəti yalnız ulduz şüalanmasından deyil, eyni dərəcədə planetar atmosferin tərkib hissələrindən də asılıdır. Burada ilk dəfə radiasiya baxımından aktiv mineral tozun Yerə bənzər ekzoplanetlərin yaşayış qabiliyyətinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərəcəyini göstəririk.

Öz günəş sistemimizdə Mars adətən tozlu bir dünya düşünəndə ağlımıza gəlir, amma çox incə atmosferi səbəbindən səthdə soyuq və quru bir planet olaraq qalır. Ancaq bəzi ekzoplanetlər üçün, xüsusən də ulduzlarına yığışmış olanlar üçün fərqli bir vəziyyət ola bilər. Həm Met Office, həm də Exeter Universitetindən və tədqiqatın aparıcı müəllifi Ian Boutle etdiyi açıqlamada bunları söylədi:

Yerdə və Marsda toz fırtınaları səthdə həm soyutma, həm də istiləşmə təsirləri göstərir, ümumiyyətlə soyutma effekti qazanır. Ancaq bu 'sinxronizasiya edilmiş orbit' planetləri çox fərqlidir. Budur, bu planetlərin qaranlıq tərəfləri əbədi gecədədir və istiləşmə effekti qazanır, günün sonunda isə soyutma effekti qalib gəlir. Təsiri, temperaturun həddən artıq dərəcəsini mülayimləşdirmək və beləliklə planetimizi daha yaşayış vəziyyətinə gətirməkdir.

Toz faktoru, qalaktikamızda ən çox yayılmış ulduz növü olan qırmızı cırtdan ulduzların ətrafında dövr edən planetlər üçün xüsusilə əhəmiyyətlidir. Bu ulduzların ətrafındakı bir çox planetin ayın daima bir tərəfini Yer üzünə tutduğu kimi, planetin bir tərəfi daima ulduza baxan bir şəkildə dövrə vuraraq kilidlənə bilər. Bu planetlərin bir tərəfi həmişə gün işığında, digər tərəfi daim qaranlıqda olardı. Çox toz varsa, bu daha isti günün soyumasına və gecə daha soyuq olmasına kömək edə bilər.

Rəssam & qırmızı cırtdan ulduzun ətrafında fırlanan buludlu və qayalı bir ekzoplanet konsepsiyası. Bu kimi planetlərin atmosferindəki toz, planetlərin səliqəli şəkildə kilidlənməsiylə istiliyin həddini orta dərəcədə azalda bilər və bu da onları daha yaşayış üçün kömək edir. L. Hustak / J. Olmsted (STScI) / NASA vasitəsilə görüntü.

Maraqlı bir ssenaridə toz isti planetlərin, varsa, səth suyunu saxlamasına kömək edə bilər. Venera kimi həqiqətən isti olan bir planet, atmosferdəki kifayət qədər tozla soyudula bilər. Planetin səthində suyun itirilməsinə başladıqda toz miqdarı artacaq və bu, istehza ilə, mənfi iqlim rəyləri adlanan bir müddətdə suyun itirilməsini yavaşlatacaqdır. Kağızdan:

Düzgün kilidlənmiş planetlərdə toz gündüzləri sərinləyir və gecə tərəfini istiləşdirir, yaşayış zonasını əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirir. Orbital konfiqurasiyadan asılı olmayaraq, havadakı tozun azalan okean örtüyü və artan toz yüklənməsi ilə əlaqəli bir əlaqə vasitəsi ilə yaşayış zonasının daxili kənarındakı planetar su itkisini təxirə sala biləcəyini təklif edirik.

Bir planetin ulduzundan aldığı enerji miqdarı yaşayış qabiliyyətini qiymətləndirməyin vacib bir hissəsidir, lakin UEA-dan Manoj Joshinin qeyd etdiyi kimi atmosferin toz da daxil olmaqla tərkibi də çox vacibdir:

Havadakı tozlar planetlərin yaşayışını davam etdirə biləcək bir şeydir, eyni zamanda bu planetlərdə həyat əlamətləri tapmaq qabiliyyətimizi gizlədir. Gələcək tədqiqatlarda bu təsirlərin nəzərə alınması lazımdır.

Tədqiqatçılar, yer üzündə qayaüstü planetlərin bir sıra simulyasiyalarını apardılar və təbii olaraq meydana çıxan mineral tozun bu cür planetlərin yaşayış qabiliyyətinə böyük təsir göstərə biləcəyini aşkar etdilər.

Mars çox tozlu bir yerdir və kütləvi toz fırtınaları tez-tez olur, amma atmosfer bu qədər incə olduğundan toz planetimizi çox istiləşdirmir & # 8217; SA / Roscosmos / CaSSIS / CC BY-SA 3.0 IGO / vasitəsilə görüntü Yeni Alim.

Ümumi tədqiqatın bir hissəsi olaraq bir lisenziya təcrübəsi keçirən (və indi öz sörf lövhələrini düzəldir) Duncan Lyster da dedi:

Son təhsil ilimdə praktik tədqiqatların nəticələrini bəhrəsini vermək çox həyəcanlıdır. Füsunkar bir ekzoplanet atmosferi simulyasiya layihəsi üzərində işləyirdim və onu dünya səviyyəli tədqiqat səviyyəsinə qaldıracaq bir qrupun üzvü olmaq şanslı idim.

Tədqiqatçılar eyni zamanda bir atmosferdəki tozun bu atmosferdə mümkün biyomarkerləri axtararkən nəzərə alınmalı olduğuna diqqət çəkirlər. Bu biomarkerlərə oksigen, metan və ozon kimi qazlar daxil ola bilər və əgər kifayət qədər toz olsaydı, toz onların aşkarlanmasını gizlədə bilər və yalnış mənfi nəticə verir. Potensial biomarkerlər bu şəkildə qaçırılsaydı, planet səhvən yaşayış üçün əlverişsiz kimi xarakterizə edilə bilər. James Webb Space Teleskopu (JWST) və digərləri kimi yaxınlıqdakı kosmik teleskoplarla axtarılan bu cür biomarkerlər, günəş sistemimizdən kənar həyat sübutlarının axtarılmasının vacib bir tərəfi olacaqdır. Onları müəyyənləşdirmək bu aləmlərə olan həddindən artıq məsafələrə görə artıq bir problemdir, buna görə planetar atmosferdəki tozun miqdarını bilmək də vacib olacaqdır. Kağızdan:

Tozun daxil olması, əsas biomarker qazlarını (məsələn, ozon, metan) süni ötürülmə spektrlərinə gizlədir və müşahidələrin təfsirində mühüm təsiri nəzərdə tutur. Yerdəki ekzoplanetlərin gələcək müşahidə və nəzəri tədqiqatlarının tozun təsirini nəzərə almalı olduğunu nümayiş etdiririk.

Ian Boutle Met Office və Exeter Universitetində, yeni işin aparıcı müəllifidir. Google Scholar vasitəsilə şəkil.

Tədqiqata kömək edən Exeter Universitetindən Nathan Mayne, ümumiyyətlə astrofizikanın necə böyük rol oynayacağını qeyd etdi. Dedi:

Bu kimi tədqiqatlar yalnız fənləri keçib öz planetimizin iqlimini öyrənmək üçün inkişaf etmiş əla anlayış və texnikanı qabaqcıl astrofizika ilə daramaqla mümkündür. Lisans fizikası tələbələrini bu və digər layihələrə cəlb edə bilmək, bizimlə birlikdə təhsil alanlara bu cür texniki və əməkdaşlıq layihələrində lazımi bacarıqları inkişaf etdirmək üçün əla bir fürsət yaradır. JWST və E-ELT kimi oyun dəyişdirən qurğular, yaxın gələcəkdə istifadəyə veriləcək və ekzoplanetlərin öyrənilməsində irəliyə doğru böyük bir sıçrayış təmin etməyə hazırlaşdıqda, indi fizika öyrənmək üçün əla vaxtdır!

Ekzoplanetar tozlarla bağlı yeni qiymətləndirmə biomarkerləri və yaşayış üçün mövcud olan dünyalar üçün digər dəlilləri axtaracaq, eyni zamanda tozun bir planetin iqliminə və ətraf mühitinə necə təsir göstərə biləcəyini araşdıracaq alimlər üçün çox faydalı olacaq.

Alt xətt: Atmosfer tozları bəzi ekzoplanetlərin vərdişini artıra bilər.


İnsanlığın Yeni Evləri Ola bilən Qəribə Planetlər

Səliqəli şəkildə kilidlənmiş bir dünyada insan sivilizasiyası necə görünür?

Günəşin heç vaxt səmada hərəkət etmədiyi bir planetdə yaşayacağınızı düşünün. Gün doğmaz, gün batmaz.

Bir neçə il əvvəl səliqəli şəkildə kilidlənmiş planetlərə qapıldım. İki uç arasında qalıcı bir şəkildə qalmış bir dünya anlayışı - yarısı daim işıqlı, digəri daim qaranlıqda - mənim xəyalımı tutdu. Anladım ki, bu kimi planetlər nəsillərimizin yerləşə biləcəyi Yerə bənzər yerlərin axtarışında ən etibarlı bahis idi. Əbədi qaranlıq dünyaları və bitməyən günəş işığı, insan günəşinin gələcəyi ola bilər - əgər başqa günəş sistemlərində yaşamağa ciddi yanaşsaq.

Astronomlar, qalaktikamızdakı Yerə bənzər temperaturu olan planetlərin əksəriyyətinin səliqəli şəkildə kilidlənmə ehtimalının olduğunu düşünürlər. Onların orbital dövrü fırlanma dövrü ilə eyni olduğundan, bu planetlər daima eyni üzü günəşlərinə təqdim edəcəklər - necə ki, həmişə Yerin ətrafında fırlandığı kimi ayın eyni tərəfini görürük.

Düzgün kilidlənmiş dünyaların bu qarınqulağının səbəbi olduqca sadədir. Qalaktikamızdakı günəşlərin dörddə üçünə qədər qırmızı cırtdanlar və ya “M-cırtdanlar” günəşimizdən daha kiçik və daha soyuqdur. Bu M-cırtdanlardan birinin ətrafında dövr edən hər hansı bir planetin, Merkuri bizim günəşimizə yaxın olduğu qədər insan həyatını dəstəkləmək üçün ulduzuna daha yaxın olması lazımdır. Və bu məsafədə ulduzun cazibəsi onu yığcam bir şəkildə orbitə çəkəcəkdi.

Məsələn, bu yaxınlarda astronomlar TRAPPIST-1 sisteminin yaşayış zonasında yer üzündə yeddi planet kəşf etdilər ki, bunların hamısı yığcam şəkildə kilidlənəcəkdir.

Bu planetlərə olan vəsvəsəm yeni romanımı açdı, Gecənin ortasında şəhər. Bütün qəribə geoloji xüsusiyyətlərini və qəribə vuruş effektlərini təsəvvür etmək üçün Arizona Dövlət Universitetinin Yer və Kosmik Kəşfiyyat Məktəbinin direktoru Lindy Elkins-Tantonla, eləcə də onları tədqiq edən digər alimlərlə söhbət etdim və oxudum. bacardığım qədər son araşdırmalar. Hər şeydən çox, səmanın heç vaxt dəyişmədiyi bir planetdə yaşayan insanlar üçün necə olacağını təsəvvür etməklə əsir oldum.

Hələlik bu planetlərdən bəhs etmək, bir fantastika müəllifi üçün mükəmməl bir vəziyyət olan fərziyyələrə qapılmaq deməkdir. Ancaq səliqəli şəkildə kilidlənmiş dünyaların necə işləyəcəklərini və orada hansı bir mədəniyyət qura biləcəyimizi anlamağa başlamaq üçün kifayət qədər öyrənirik.

İlk sual: İnsanlar təmiz bir şəkildə kilidlənmiş bir planetdə harada yerləşəcəklər? Kitabım üzərində işləməyə başladığımda, ən dəqiq cavab terminator, gündüz ilə gecə arasında alatoraranlıq zolağı oldu. Bern Universitetinin Kosmik və Yaşayış Mərkəzinin astrofizikçisi Daniel Angerhausen, "Bu, çox isti və ya çox soyuq olan Goldilocks bölgəsi ola bilər" dedi.

Angerhausen, terminator zonasında insanların "bir növ istilik reaktorunda" gecə yanından soyuq su, gündüz isti su ilə geotermal enerji istehsal edə biləcəyini düşünür.

Max Planck Astronomiya İnstitutundan Ludmila Carone deyir ki, səliqəli şəkildə kilidlənmiş bir dünyada maye suya sahib olmaq üçün gündüzləri sərinləmək və gecəni istilənmək üçün bir sistemə ehtiyacınız var. Əks təqdirdə, bütün maye gecə yarısında buzla bağlana bilər və ya daha da pis, qaranlıqda atmosferin özü dona bilər.

"Bu planetlərin yaşayış qabiliyyəti istiliyi nə qədər yaxşı nəql edə biləcəyinizə çox bağlıdır" deyir Carone. Kompüter modelləri səliqəli şəkildə kilidlənmiş bir planetin, hər yarımkürədə biri olan, yer üzündəki jet axını kimi bir az hərəkət edə bilən iki güclü külək jeti olacağını göstərir. Ancaq planet günəşə çox yaxındırsa, birbaşa günəşə ən yaxın hissənin üzərində yalnız bir külək jeti ola bilər. Bu ssenaridə istilər günün sonuna yaxınlaşa bilər.

İki tərəf arasında nisbətən təvazökar bir temperatur diferensialı (məsələn, 50 dərəcə Fahrenhayt) belə, bu planetlərin yaşamasını çətinləşdirə bilər. Harvard Universitetinin ekzoplanetlərin atmosferini araşdıran kiçik bir işçisi Laura Kreidberqə görə, gün boyu rahat bir şəkildə mülayim bir iqlim, gecə də suyu donduracaq qədər soyuq buraxa bilər. “Planetin bütün suyu gecə kənarında dona bilərmi? Hələ bilmirik ”dedi. Okean cərəyanları istilik nəqlinə də kömək edə bilər, lakin bu təsirlər planetin nə qədər suyla başlamalı olduğuna və qitələrin harada olmasına bağlıdır.

Sıralı bir şəkildə kilidlənmiş bir planet üçün mümkün bir ssenari, bir planetin tamamilə buzla örtülü başladığı və sonra günəşə baxan tərəfdə əriyən "göz kürəsi Yer" modeli olaraq bilinir. Kosmosdan gələn bir müşahidəçiyə bu bir göz bəbəyi kimi görünə bilər, Angerhausen izah edir. Və ya kifayət qədər istiliyi nəql edən bir okeanla, buzla əhatə olunmuş xərçəng şəkilli bir okean əldə edə bilərsiniz.

Ən həddindən artıq senarilərdə, işıq tərəfindəki istilik o qədər həddinə çatır ki, su mövcud ola bilməz. Ancaq kifayət qədər bir temperatur fərqi ilə, gecə yenidən meydana gələ bilər.

Bu, "isti Yupiter" tip dünyası olan WASP-103b adlı yığcam bir şəkildə kilidlənmiş bir planetdə baş verir. Aix Marsel Universitetindəki Vivien Parmentier-ə görə, WASP-103b-nin son tədqiqatını yazan bir müəllif (Kreidberg ilə birlikdə), planetin gün boyu su molekulları məhv edilir, yalnız gecə tərəfinə doğru sürüşərək əmələ gələn su molekullarına çevrilir. buludlar. və sonra proses təkrarlanır.

Carone, maye su tapmaq problemlərindən başqa, qırmızı bir cırtdanın ətrafında səliqəli bir şəkildə kilidlənmiş bir dünyanın başqa problemlərinin də ola biləcəyini söyləyir. Qırmızı cırtdanlar “məlum temperamentlidirlər” və alovlandıqları və kosmosa material atdıqları uzun mərhələlərdən keçməyə meyllidirlər.

Bu alovlanma, yaşana bilən zonadakı bir planetin atmosferini istiləşdirə bilər, eyni zamanda ulduz atmosferi kənarlaşdıran material da ata bilər. Bu, Yer üzündə erkən, orijinal atmosferimiz bizdən qoparıldıqda baş verdi. Bundan sonra Yer qapalı qalan karbon qazından başqa bir atmosferi “tərlədi”. Ancaq yığcam şəkildə kilidlənmiş bir dünyada kifayət qədər şiddətli bir günəş pozulması ikinci bir atmosferdən də qurtula bilər.

Parmentier deyir ki, atmosfer olsa belə, planetin gün boyu ölümcül radiasiyaya məruz qala bilər. Qırmızı cırtdanın işığı ozon etmək üçün lazım olan ultrabənövşəyi dalğa uzunluqlarını təmin edə bilməzdi, buna görə də bu planet, Yerdən fərqli olaraq, ozon təbəqəsinə sahib ola bilməz. (Mənim romanımda birbaşa günəş işığı çox isti deyil, əslində xoşagəlməz yanıqlara səbəb olur, buna görə insanlar kölgədə qalmalıdırlar.)

Planetdə yaşayan hər bir insanın yemək yeməsi və nəfəs alması lazımdır və İvrit Universitetindən olan fiziklər Joseph Gale və Amri Wandel bitki həyatının alovlanmalardan və radiasiya təsirindən sağ çıxıb-yaşamayacağını araşdırırlar. Əvvəlcə su qoruyucu qatından faydalanmaq üçün bitkilər okeanda inkişaf edə bilər. Ancaq nəhayət, ulduz daha az şiddətlənsə, planet quru bitkilərin böyüməsinə imkan verəcək qədər qalın bir atmosfer inkişaf etdirə bilər. Gale və Wandel də hesab etdilər ki, görünən spektrdə normal fotosentezə imkan verəcək qədər yüngül işıq olacaqdır.

Həyatı davam etdirə bilən bir atmosferlə birlikdə, planetin gün boyu sərinləmək üçün kifayət qədər güclü hava axınları da olardı. İstilik, dünyanın tropik bölgələrindəki kimi eyni ola bilər. Bir atmosfer həm də daimi bir günəş kölgəsi kimi xidmət edəcək bir bulud təbəqəsi yaratmağa kömək edə bilər. Carone kimi elm adamları səliqəli şəkildə kilidlənmiş dünyaların kompüter modellərini hazırladıqları üçün getdikcə insanların terminator bölgəsindən kənarda yaşaya biləcəyinə inanırlar.

Adiv Paradise, Ph.D. Toronto Universitetinin astronomiya və astrofizika fakültəsində oxuyan tələbə bunun nəyin görünə biləcəyini təxmin edir: İnsanlar gün boyu yaşaya bilər, ancaq gecəni buz gətirmək üçün mədən və boru kəməri əməliyyatları aparmaq lazımdır. Çox şey gün kənarındakı radiasiya bombardmanının nə qədər pis ola biləcəyindən asılıdır. Cənnət insanların dondurulmuş gecə kənarında yaşamağı öyrənə biləcəklərini də düşünür: “Mən Minnesota'danam. İnsanlar astronomların ‘yaşayış üçün əlverişsiz’ olduğunu izah etdikləri hər yerdə yaşamağı bacarırlar. ”

Səmavi bir şəkildə kilidlənmiş bir dünyada yaşayan insanlar üçün ən böyük çətinlik, cənnətin çox fərqli göy ola biləcəyini söyləyir. Günün kənarında yaşasaydılar, “kainat haqqında bütün məlumatlarını itirə bilər”, çünki ulduzları heç görməzdilər. Zamanın keçməsi barədə təsəvvürləri də dəyişdiriləcək, çünki “göydə heç bir şey dəyişməz”.

Bu narahatlıqlardan ilhamlandı Gecənin ortasında şəhər, Sirkadiyalı ritmlər və zamanın keçməsi probleminə vəhşicəsinə fərqli yanaşmalarla iki fərqli insan cəmiyyəti yaratdım. Mənim insan məskunlaşanlarım, Angerhauzenin də təklif etdiyi kimi, istilik fərqliliyindən mütləq geotermal güc yaratmaq üçün faydalanırlar. Hələ də yığcam bir şəkildə kilidlənmiş dünyam bu daha yeni kompüter modellərini əks etdirmədi və bəzi detallarda biraz daha xəyalpərəst oldu. Elmi dəqiqlik və hekayə izahı arasında hər zaman bir mübahisə var və bəzi mənalarda biraz ekzoplanet nağılını yazmış ola bilərəm.

Ancaq insanlara yad bir ulduzun ətrafında dönən bir planetdə yaşamağın qəribəliyini, dəhşətini və əzəmətini təsəvvür etmələrinə kömək etmək istədim. İnanıram ki, yığcam şəkildə kilidlənmiş dünyalarla bağlı romanlar, daha çox kəşf etdikdə və daha çox müşahidə məlumatları topladığımızda sürətlə böyüyən bir alt növə çevriləcəkdir. Bitməz günəş işığı və qaranlıq dünyalarını ziyarət etmək barədə danışılacaq qədər böyük hekayələr var. Və başqa bir planetdəki həyat haqqında xəyal qurmaq həm indi, həm də gələcək minilliklərdə insanlar kimi öz kainatdakı yerimizi düşünmək tərzidir.


Səliqəli şəkildə kilidlənmiş bir planetdə zaman kəmiyyətlə ölçülürmü? [Bağlı]

Bu sualı yaxşılaşdırmaq istəyirsiniz? Bu yazıya düzəliş edərək detallar əlavə edin və problemə aydınlıq gətirin.

Həmişə bir tərəfini günəşə təqdim edən bir planet düşünək. Ay yoxdu. Planetin ulduz ətrafında olan orbiti mahiyyət etibarilə sferik, çox kiçik və aşkarlanmayan sapmalardır. The orbital period of the planet around the star is in multiples of the lifetimes of the sentient beings. That is, no sentient being lives long enough to go through one complete rotation.

NOTE: this question is not about HOW this would happen, it is to be taken as a given that it DID happen.

A sentient species evolves on this planet.

There are no day/night cycles, no seasons, and no cyclical changes in the sky - it would be constantly different throughout one's lifespan. No repeats. Life evolved without any natural circadian rhythm. Plants grew and died independently of any cycle. No defined growing season. A plant could sprout at any time, and die at any time. No menstrual cycles, no estrus cycles in animals. There would be no biological basis on which to establish any. Life would have evolved without any concept of cyclical time passage. As far as life was concerned, everything was eternally homogenous, time wise. Nothing happened in unison.

To these sentient beings, the passage of time is irrelevant. They have no way to compare the passage of time between people. Heart beats are different, respiration is different, one's pace in walking is different. The interval to travel from one point to another is different. It is human experience that what seems like a long period of time to one person is a short period of time for another person. The beings get to where they are going when they get there, without reference to anyone else's travels. They eat when they need to, irrespective of how long it has taken between meals (think of a snake, that can go for very long periods between meals, depending on how big the last meal was). Gestations are never the same length, so even if two beings got pregnant at the same time, the deliveries would never likely be at the same time. Two objects released from a height at the same moment would be observed to arrive at the ground at the same moment, but there would be no indication that if dropped at some other moment they would arrive at the ground in the same time as these two, without some form of quantized time.

Many of our 'Laws of Physics' require time to be quantized. Humans, of course, had to quantize time before we could develop any theories based on the quantization of time. This is a straightforward 'chicken or egg' thing.

It seems to me that if Galileo had no preconceived idea of the measure of the passage of time (through the passage of seasons, day/night cycles, etc) he would not have been able to discover that the periodicity of a pendulum was constant. Depending on his state of mind, sometimes the swing would appear to take forever, sometimes it would appear to be shorter.

It also seems to me that Newton relied on a distinct concept of the passage of quantized time before hand, in order to develop many of his Laws. (The action/reaction thing, and gravitational attraction thing, would be valid, just not quantized as to the passage of time).

Building structural integrity and engineering calculations for stresses have no time component to them, if built by 'Rule of Thumb' (We built the last one this thick, and it is still standing. The other one was built thinner, and it collapsed.)

If this sentient species had no experience that the passage of time was measurable and periodic, would they ever develop a method to quantize it? Would they ever TRY to quantize it, if there was nothing in their environment that was consistently and repeatedly cyclic, that they needed to or even that they could consistently measure? What would that quantization look like?

I submit that this question is NOT the same as this, as many of the answers pertain to some form of naturally occurring cycle observable by humans, and /or are based on human circadian rhythms, which are not experienced by this species. This life form evolved without any ability to determine periodic time spans. Also, that question asks what would they use to quantize time, this asks what would their method of quantizing time look like? Would they even understand that time could be quantized into absolute divisions, that were equivalent between people and between events?

A further corollary question will be something along the lines of 'What would the Laws of Physics look like without time being quantized in the same constant periodic way that humans have quantized it?' But that is NOT in the scope of this question.

The term 'quantized' comes from the digital field, not from quantum mechanics. The first use of quantum, in this regard, was in 1597. For a non-quantum-mechanics elaboration of the term, See Quantization (signal processing)

Quantization, in mathematics and digital signal processing, is the process of mapping input values from a large set (often a continuous set) to output values in a (countable) smaller set, often with a finite number of elements. Rounding and truncation are typical examples of quantization processes. Quantization is involved to some degree in nearly all digital signal processing, as the process of representing a signal in digital form ordinarily involves rounding.

It is impossible for this species to develop any kind of calendar or any kind of measurement for a periodic recurring cycle. No days, months, years, seasons, hunger cycles, menstrual cycles, crop cycles, planting seasons, harvesting seasons, sleep cycles, or any other natural seasonal phenomena'. It takes three or more lifespans for the sky to repeat. The entire life of the planet has evolved without periodic cycles or rhythms. There is nothing to measure it with. There is no way to tell that this current crop is growing faster, slower, or just the same as the last crop. No way to judge or compare the pregnancy duration of the first child, with the length of the pregnancy for the last child. There is no metric, nothing to count, measure, or quantify. Any answer based on comparing the length of a current event to past or future events in any manner that does not end up with a number, or quantity, of some absolutely replicable unit of measurement, of the actual duration of the event, (so for instance two pregnancies, one then and one now, can be compared in length), is immediately discarded. Any comparison to any time duration in the past has to involve some kind of numerical count for the duration of each event.

Way back as far as 1597, the term 'quantum' was used to mean an amount of something. You could have a quantum of wheat, a quantum of distance, a quantum of liquid, a quantum of patience, a quantum of intelligence. a quantum of solace, a quantum of time. Some of these we consider to be measurable, some not. For instance, we talk about someone having more patience than someone else, or that one is 'losing patience', but what is the measure of patience that reduces to zero? For the things that we consider measurable, we have developed a system whereby they can be measured, counted, or quantified. But unless we have the CONCEPT that we can measure it, there has been no real consistent attempt to develop units of measure. The word 'quantum' is sometimes applied to the 'unit' of measurement - a quantum of distance is the foot, or the inch, or the meter, a quantum of weight is the gram, or the ounce, or the stone. Note that each one is different, even for measuring the same thing, so generically the term applied was 'quantum' meaning 'measurable amount'. But not all things that you could have a quantum of, could you have a 'measurable amount' of. Like patience. We can still talk about a quantum pf patience, without really any attempt at measuring, counting, or quantifying it.

Before we can measure, count, or quantify something, we first have to form the concept that it CAN be measured, counted, or quantified. My question is about developing this concept for time. (It could also be asked about temperature as well - we know something can be hotter or colder than something else, butt it took us a long time to develop the concept that the comparison could be MEASURED.) We can understand that time flows, that there are time passages, that the future is not the past, and we are in the present. Having a concept that time passes is not the same as understanding that it is measurable. Can we have the CONCEPT that time is measurable? We can not see, taste, feel, touch, or senese it except through memory, of knowing that the past happened. That is the process I call quantization and Miriam_Webster agrees with me.

Definition of quantize transitive verb

1 : to subdivide (something, such as energy) into small but measurable increments

Okay, so someone appropriated the term 'quantum' and proceeded to minimize it to absurdity, and it is now narrowly defined by some physics purists as ONLY meaning something to do with quantum mechanics. You do not have to agree with the definition or my terminology, you can come up with your own, but it what I am after is NOT the process of measuring, counting, or quantifying something, it is the process of realizing something CAN be measured or quantified in the first place. I do not want to know HOW it is measured, conted, or quantified, just that this species has the understanding and the concept that it CAN be measured, counted, or quantified.

We humans got the concept that time is something that could be measured, from the obvious day/night cycle. Historically, that is the first form of measuring time. We could COUNT days, and COMPARE the count between one event and another. We could RECORD the count, to compare durations in the present to durations in the past. It was not hard to conceive of the periodicity and the regularity of the day/night cycle. We could count the number of days from winter solace to the next winter solace, and see that the count was always the same. We liver f=through enough winter solaces to get the idea. It was natural for us to develop the concept that time could be measured, counted, and quantified.

But what if there was no calendar? Nothing to count? What natural phenomena would develop the concept that time was measurable in any meaningful fashion? ANswering this is fundamental to my corollary question - what would be the limitations on this species on their concepts in physics, based on their concept of the measurability of time? How would they quantify speed, for instance? They could easily compare two people in a race, and determine one was faster than the other, but what would their equations look like, without time? Distance, it is obvious to measure. But time?And a unit for time? Just as improbable, perhaps, for this species as a unit for patience is to ours.

So any answer HAS to include the reason why this species could even conceive that time could be measured in the first place. Again, any answer based on the premise that time HAD to be measured, in order to do something, is immediately disqualified. If there was no concept that time could be measured, there would be no concept that in any particular situation it was needed to be measured. You just don't do any activity that is time dependent if you do not understand the concept of measuring time. 'Meeting someone at such-and-such time' is just something this species would ever think about, because it just couldn't be done. ANything that puts a demand on this culture for time dependency as we know it is just anthropomorphizing Western culture on another alien species. No they DON'T have to behave the same way we do.

Sure, there are a lot of situations in which measuring patience is useful, but in all that, we still have no concept that patience can be measured in any absolute way, so we do not consider it a necessity to measure it absolutely. Would time be the same for this species? If not, what would trigger in them the concept that time could be measurable in a quantized (repeatable, replicable, consistent, understandable, quantifiable, countable, measurable, observable, any term you wish to use) way?

So okay, being specific about the question, and explaining it thoroughly and understandably takes a long time. But it has become obvious that TL:DR methods just don't work for many people.

This did not make it into the previous edit.

Take, for instance, the development of the concept that length could be measured. I can measure a length of cloth with my arm, and mark it. Tomorrow, I can measure it, and find I get the same mark. I can measure ten arm's lengths, cut it off, and put it aside. I can take another piece of cloth, measure off ten lengths, and cut it. I can then compare the two lengths of cloth, and see they are both the same length. I can cut another piece of cloth at twenty arm's length, and notice it is as long as the other two pieces of ten arm's length combined. So I know length can be reliably, provably, replicably be measured. I can validate my measurement against something else. I can compare one measured piece with another that I made before and see that they are the same. I have no problem with the concept that length can be measurable. So absent any form of calendar or recurring periodic cycle, how do I get the same concept that time is measurable, can be quantized or sliced up or marked off so it can counted or quantified (whatever you want to call it) and assigned a numerical value, and this value will be the same for any other period of time of the same duration? Length I can see and touch and feel and store and compare between the past and the future. I can not do that with time.


Support Knowable Magazine

Your generosity will help us continue making scientific knowledge accessible to all.

Atmospheric Circulation of Tide-Locked Exoplanets

TAKE A DEEPER DIVE | Explore Related Articles from Annual Reviews

Atmospheric Circulation of Tide-Locked Exoplanets

With better data, astronomers are beginning to enter an era where simulations of conditions on far-off exoplanets are possible, improving understanding of where life might exist in the universe.

Exoplanetary Atmospheres: Key Insights, Challenges, and Prospects

As telescopes have gotten more powerful, astronomers have begun peering into the atmospheres of planets outside of the solar system.

Exoplanet Atmospheres

To help answer the question “Are we alone?” scientists are studying the atmospheres of planets orbiting other stars.


Tidally locked exoplanets may be more common than previously thought

Many exoplanets to be found by coming high-powered telescopes will probably be tidally locked -- with one side permanently facing their host star -- according to new research by astronomer Rory Barnes of the University of Washington.

Barnes, a UW assistant professor of astronomy and astrobiology, arrived at the finding by questioning the long-held assumption that only those stars that are much smaller and dimmer than the sun could host orbiting planets that were in synchronous orbit, or tidally locked, as the moon is with Earth. His paper, "Tidal Locking of Habitable Exoplanets," has been accepted for publication by the journal Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy.

Tidal locking results when there is no side-to-side momentum between a body in space and its gravitational partner and they become fixed in their embrace. Tidally locked bodies such as Earth and moon are in synchronous rotation, meaning that each takes exactly as long to rotate around its own axis as it does to revolve around its host star or gravitational partner. The moon takes 27 days to rotate once on its axis, and 27 days to orbit Earth once.

The moon is thought to have been created by a Mars-sized celestial body slamming into the young Earth at an angle that set the world spinning initially with approximately 12-hour days.

"The possibility of tidal locking is an old idea, but nobody had ever gone through it systematically," said Barnes, who is affiliated with the UW-based Virtual Planetary Laboratory.

In the past, he said, researchers tended to use that 12-hour estimation of Earth's rotation period to model exoplanet behavior, asking, for example, how long an Earthlike exoplanet with a similar orbital spin might take to become tidally locked.

"What I did was say, maybe there are other possibilities -- you could have slower or faster initial rotation periods," Barnes said. "You could have planets larger than Earth, or planets with eccentric orbits -- so by exploring that larger parameter space, you find that in fact the old ideas were very limited, there was just one outcome there."

"Planetary formation models, however, suggest the initial rotation of a planet could be much larger than several hours, perhaps even several weeks," Barnes said. "And so when you explore that range, what you find is that there's a possibility for a lot more exoplanets to be tidally locked. For example, if Earth formed with no moon and with an initial 'day' that was four days long, one model predicts Earth would be tidally locked to the sun by now."

Barnes writes: "These results suggest that the process of tidal locking is a major factor in the evolution of most of the potentially habitable exoplanets to be discovered in the near future."

Being tidally locked was once thought to lead to such extremes of climate as to eliminate any possibility of life, but astronomers have since reasoned that the presence of an atmosphere with winds blowing across a planet's surface could mitigate these effects and allow for moderate climates and life.

Barnes said he also considered the planets that will likely be discovered by NASA's next planet-hunting satellite, the Transiting Exoplanet Survey Satellite or TESS, and found that every potentially habitable planet it will detect will likely be tidally locked.

Even if astronomers discover the long-sought Earth "twin" orbiting a virtual twin of the sun, that world may be tidally locked.

"I think the biggest implication going forward," Barnes said, "is that as we search for life on any exoplanets we need to know if a planet is tidally locked or not."


Earth-like planets around small stars likely have protective magnetic fields, aiding chance for life

Earth-like planets orbiting close to small stars probably have magnetic fields that protect them from stellar radiation and help maintain surface conditions that could be conducive to life, according to research from astronomers at the University of Washington.

A planet's magnetic field emanates from its core and is thought to deflect the charged particles of the stellar wind, protecting the atmosphere from being lost to space. Magnetic fields, born from the cooling of a planet's interior, could also protect life on the surface from harmful radiation, as Earth's magnetic field protects us.

Low-mass stars are among the most common in the universe. Planets orbiting near such stars are easier for astronomers to target for study because when they transit, or pass in front of, their host star, they block a larger fraction of the light than if they transited a more massive star. But because such a star is small and dim, its habitable zone -- where an orbiting planet gets the heat necessary to maintain life-friendly liquid water on the surface -- also lies relatively close in.

And a planet so close to its star is subject to the star's powerful gravitational pull, which could cause it to become tidally locked, with the same side forever facing its host star, as the moon is with Earth. That same gravitational tug from the star also creates tidally generated heat inside the planet, or tidal heating. Tidal heating is responsible for driving the most volcanically active body in our solar system, Jupiter's moon Io.

In a paper published Sept. 22 in the journal Astrobiologiya, lead author Peter Driscoll sought to determine the fate of such worlds across time: "The question I wanted to ask is, around these small stars, where people are going to look for planets, are these planets going to be roasted by gravitational tides?" He was curious, too, about the effect of tidal heating on magnetic fields across long periods of time.

The research combined models of orbital interactions and heating by Rory Barnes, assistant professor of astronomy, with those of thermal evolution of planetary interiors done by Driscoll, who began this work as a UW postdoctoral fellow and is now a geophysicist at the Carnegie Institution for Science in Washington, D.C.

Their simulations ranged from one stellar mass -- stars the size of our sun -- down to about one-tenth of that size. By merging their models, they were able, Barnes said, "to produce a more realistic picture of what is happening inside these planets."

Barnes said there has been a general feeling in the astronomical community that tidally locked planets are unlikely to have protective magnetic fields "and therefore are completely at the mercy of their star." This research suggests that assumption false.

Far from being harmful to a planet's magnetic field, tidal heating can actually help it along -- and in doing so also help the chance for habitability.

This is because of the somewhat counterintuitive fact that the more tidal heating a planetary mantle experiences, the better it is at dissipating its heat, thereby cooling the core, which in turn helps create the magnetic field.

Barnes said that in computer simulations they were able to generate magnetic fields for the lifetimes of these planets, in most cases. "I was excited to see that tidal heating can actually save a planet in the sense that it allows cooling of the core. That's the dominant way to form magnetic fields."

And since small or low mass stars are particularly active early in their lives -- for the first few billion years or so -- "magnetic fields can exist precisely when life needs them the most."

Driscoll and Barnes also found through orbital calculations that the tidal heating process is more extreme for planets in the habitable zone around very small stars, or those less than half the mass of the sun.

For planets in eccentric, or noncircular orbits around such low mass stars, they found that these orbits tend to become more circular during the time of extreme tidal heating. Once that circularization takes place, the planet stops experiencing any tidal heating at all. The research was done through the Virtual Planetary Laboratory, a UW-based interdisciplinary research group funded through the NASA Astrobiology Institute. "These preliminary results are promising, but we still don't know how they would change for a planet like Venus, where slow planetary cooling is already hindering magnetic field generation," Driscoll said. "In the future, exoplanetary magnetic fields could be observable, so we expect there to be a growing interest in this field going forward."


An alien planet

So what's the deal with this Earth-sized planet? Proxima b is "one of the most interesting planets known in the solar neighborhood," Alejandro Suarez Mascareño, the lead author on this study, said in the same statement.

This strange alien planet orbits Proxima Centauri, the closest star to our sun. Because the planet orbits right in the middle of its star's habitable zone, it's possible that liquid water &mdash and potentially even life &mdash could exist there. Because of its Earth-like mass, scientists believe that, not only could liquid water exist on Proxima b, it could also be a rocky, terrestrial planet similar to Earth.

But Proxima b orbits around a star that, while close to our solar system, is also much dimmer, and much less massive than our sun. Researchers think that the exoplanet is tidally locked and in synchronous rotation with its star, meaning that one side is always facing the star and one is always facing away: a light side and a dark side.

In addition, it's unclear if, Proxima b has an atmosphere. The planet lies very close to its star, completing one orbit every 11 Earth days. So, some researchers think that radiation coming from Proxima Centauri might have stripped away Proxima b's air, making it impossible for the alien planet's surface to hold onto liquid water. As scientists continue to study this system with new and better technology, we will be able to better understand what it's really like on Proxima b.

This new study was published May 26 to the preprint server arXiv and accepted to the journal Astronomy & Astrophysics.

Editor's Note: A previous version of this article stated that researchers had pinpointed Proxima b's mass. Instead, they changed the minimum possible mass for the alien planet.

Sınırlı bir zaman kəsiyində, ən çox satılan elm jurnallarımızdan hər birinə ayda yalnız 2.38 dollar və ya ilk üç ay üçün standart qiymətdən 45% endirimlə rəqəmsal bir abunə götürə bilərsiniz.

Ən son missiyalarda, gecə səmasında və daha çoxunda danışmaq üçün Space Məkanlarımıza qoşulun! Bir xəbər ipucu, düzəliş və ya şərhiniz varsa, bizə bildirin: [email protected]

FYI. Proxima b has been in the news a number of times. Here is a statement indicating the host star likely produces 400x more flares on the planet than our Sun does on Earth. ESPRESSO confirms the presence of an Earth around the nearest star, "Although Proxima b is about 20 times closer to its star than the Earth is to the Sun, it receives comparable energy, so that its surface temperature could mean that water (if there is any) is in liquid form in places and might, therefore, harbour life. Having said that, although Proxima b is an ideal candidate for biomarker research, there is still a long way to go before we can suggest that life has been able to develop on its surface. In fact, the Proxima star is an active red dwarf that bombards its planet with X rays, receiving about 400 times more than the Earth. "Is there an atmosphere that protects the planet from these deadly rays?" says Christophe Lovis, a researcher in UNIGE's Astronomy Department and responsible for ESPRESSO's scientific performance and data processing. "And if this atmosphere exists, does it contain the chemical elements that promote the development of life (oxygen, for example)? How long have these favourable conditions existed? We're going to tackle all these questions, especially with the help of future instruments like the RISTRETTO spectrometer, which we're going to build specially to detect the light emitted by Proxima b, and HIRES, which will be installed on the future ELT 39 m giant telescope that the European Southern Observatory (ESO) is building in Chile."

http://exoplanet.eu/catalog/proxima_centauri_b/ shows the surface temperature is 216K, -57C. Very cold :)

Oxygen in the atmosphere is NOT needed to promote life. The Earth did not have oxygen in its atmosphere until about 1.5 billion years AFTER life got started. Life did just fine with a CO2 atmosphere for over a billion years.

In fact, biologists refer to the development of plants as "The Oxygen Catastrophe" These new organisms called "plants gave off a poison gas call oxygen that killed most (yes most) existing life. We descended from those few who could tolerate this new poison. Later animals evolved to make use of this very reactive gas but O2 came later and life had to adapt.

A planet does NOT need a protective atmosphere for life. Life can live 100 feet underground in aquafers ad use chemical energy. It wil not be as energetic are we are but still life.

My guess is that almost all life in the universe is anaerobic bacteria that lives underground.

Oxygen in the atmosphere is NOT needed to promote life. The Earth did not have oxygen in its atmosphere until about 1.5 billion years AFTER life got started. Life did just fine with a CO2 atmosphere for over a billion years.

In fact, biologists refer to the development of plants as "The Oxygen Catastrophe" These new organisms called "plants gave off a poison gas call oxygen that killed most (yes most) existing life. We descended from those few who could tolerate this new poison. Later animals evolved to make use of this very reactive gas but O2 came later and life had to adapt.

A planet does NOT need a protective atmosphere for life. Life can live 100 feet underground in aquafers ad use chemical energy. It wil not be as energetic are we are but still life.

My guess is that almost all life in the universe is anaerobic bacteria that lives underground.


Thought Experiment: Habitable Moon Around a Gas Giant

This year I hope to write a few thought experiments, and from these come up with plausible science fiction stories. I’ll start with one I’ve been thinking about for awhile: habitable moons.

First off, the orbit of the moon is absolutely critical. It cannot be too close to the gas giant, because of the gravity stresses from the gas giant will the moon to become more of an ellipsoid, the internal stresses from the planet’s gravity causing heavily volcanic regions. The moon, Io, that orbits close to Jupiter is an excellent example of this. Because of its close proximity, the effects of gravity has squashed it into an ellipsoid, and the internal stresses from gravity has caused over four hundred volcanic regions to form across its surface. This renders it inhabitable. Another important point to consider is that the orbital period for the moon to remain in a stable orbit needs to be 40 to 65 days or less, according to simulations by scientists, if the gas giant or massive planet is within 1 astronomical unit from the host star. (1 AU equals the distance from our sun to our Earth.) Also important is that the moon needs to be well outside the Roche limit the Roche limit is how close an object can be before tidal forces from the planet or star tears the object apart.

Another problem one may encounter is the albedo of the gas giant may reflect even more sunlight upon the moon. In addition to the planet’s thermal heating, which all planet’s release some heat to space over time, these two effects plus the effects from gravity provide additional thermal heating to the moon. This may cause a runaway greenhouse effect, which will also make the moon relatively inhabitable.

What else can go wrong? Space radiation. Three sources of space radiation bombard the moon, and any planetary body without an adequate magnetosphere: stellar wind, cosmic radiation, and in the case of moons, particles trapped within the host planet’s magnetosphere. If a moon (or a planet for that matter) is to be habitable, it needs protection from the massive amounts of space radiation that may barrage it. Over time, space radiation can strip away the atmosphere. This may be part of the reason why Mars has such a tiny atmosphere. It’s magnetic field is relatively weak, and thus it cannot provide enough protection against the solar radiation that barrages it every minute of every day of Mars’ existence.

Although moons may have their own intrinsic magnetosphere, it is unlikely to be strong enough to protect itself adequately from the intense barrage of the three sources of possible space radiation, particularly if the moon’s orbit puts it on the outer edge of the host planet’s magnetosphere. This means the third source — particles trapped within the host planet’s magnetosphere — may wreak havoc with the moon’s atmosphere and its ability to retain it over time. The moon needs to be close enough for the host planet’s magnetic field to actually protect it adequately, but it also needs an orbit far enough away from the planet to avoid the other negative effects I’ve already discussed. It’s very much a delicate balancing act to find that perfect habitable zone for moons around suitable gas giants. The good news is that for large gas giants, like Jupiter, the magnetosphere of the planet can extend up to fifty times the size of the planet itself. This provides some room for moons to orbit at a safe distance for habitability.

However, now we have a different issue magnetospheres are not a constant size over the course of the planet’s existence. As the pressure of the stellar wind decreases over time, which it can as the star grows older, the magnetosphere will increase in size. In the following study, Jorge Zuluaga and Rene Heller determined that for a Jupiter sized gas giant, it would take 4.3 million years for the moon to be safely embedded within the planet’s magnetosphere. It would take even longer for a Saturn sized gas giant with the time span increasing the smaller in size the host planet is.

What the above study shows us is that it is indeed theoretically possible for a moon to be adequately shielded by the host planet’s magnetosphere. It may take some time for the magnetosphere to increase enough to enshroud the moon, depending on the mass of the host planet, but it is theoretically possible.

So now that we know a habitable moon can exist. What would it be like? First off, the moon would be tidal locked, as in one side would face the host planet. The host planet would eclipse the host star on a regular basis. Because of this, days could last for half of an orbital period, where the orbital period can range from 10 to 60 days depending on the above discussed factors. In order for the moon to have seasons, it would need some tilt to its axis of rotation, but that’s wouldn’t be the only effect to its seasons: how elliptical the host planet’s orbit is around the host star can also influence the seasons. Estimates from other studies, show that a tidal locked moon may end up with a fairly moderate climate, and have a fairly stable axial tilt due to its being tidally locked. Although the dark side may be somewhat colder than the side facing the planet, if there is suitable carbon dioxide amounts in the atmosphere, then this may cause enough of a warming effect for liquid water to exist on the dark side as well.

Another important aspect to the moon would be plate tectonics, which may be caused by heating within the moon itself — left over form its formation days — and tidal effects from the host planet. Again, there’s a delicate balance between too much tidal effects, which would cause the surface to be heavily chaotic and volcanic like Jupiter’s Io, and if the moon is too far away, and the effects aren’t enough to sustain geologically activity.

The moon’s atmosphere also has to be dense enough to support life, and it needs protection from space radiation in order to retain its atmosphere. geological activity within the moon can aid in replenishing the atmosphere as well. Also, the moon itself needs to be dense enough to hold onto important atmospheric gases like nitrogen, oxygen, and water vapor, so the moon’s own gravity needs to keep the escape velocity for gases high enough to avoid losing important gases necessary for life. In the above articles, scientists have determined that if a moon has the density of Mars, it needs to have at least 7% of Earth’s mass in order to retain an atmosphere for several billion years, necessary for life to evolve on the moon.

All these factors need to be examined and assessed when a writer is world-building a habitable moon around a gas giant. It takes a little bit of research and a small amount of math, and presto! You can create an possible habitable moon around a fairly large planet.

What is even more interesting is because of the above features, some interesting societies may develop. For instance, would the biorhythms of the alien life on this moon be linked to the orbital period of the moon? Similar to how there is some link with a lunar cycle on earth to biorhythms of some animals? What significance will the planet play in the developing societies myths and religions? What significance will the dark side and the light side of the moon play in such a society? Especially since the tidally locked side will experience more eclipses with the planet, which the dark side will rarely if ever see the planet at all. This may cause some interesting myths, religions, and practices to develop amongst a sentient society. There’s a lot to examine here, and I think, in time, I may come back to this idea through short stories or novellas. In the meantime, I hope the above helps other writers develop tools to help them build more diverse and interesting worlds in their fiction. The science may seem daunting, but if you break it into smaller chunks, you can tackle each problem one at a time, and build up your world from there. It’ll not only make your world fairly accurate science-wise, but may lead you to discover interesting effects that can influence the development of your societies, providing more inspiration to further stories.


Videoya baxın: Gezegenler - Eğitici Çocuk Şarkıları (Sentyabr 2021).