¿Cuál es el clima en un planeta enano marrón con fuentes de calor divididas?

Mi respuesta toma su detalle de este documento sobre lunas habitables. Este es mi primer intento de responder una de estas preguntas, ¡así que sé amable!

Los siguientes aspectos afectan el clima de la luna:

• Insolación de la estrella principal
• Luz estelar principal reflejada de la Enana Marrón. Esto puede ser bajo considerando el probable bajo albedo de la enana.
• Calor irradiado por la enana marrón
• eclipses periódicos de la estrella principal cuando la enana marrón se mueve entre la luna y el sol.
• el bloqueo de marea de la luna
• el espesor de la atmósfera que afecta el transporte de calor desde el punto subestelar de la luna hacia el otro lado. Esto no se ha especificado en el OP.
• la transferencia de calor del océano del agua que se mueve desde el lado subestelar al otro lado y luego de regreso. No ha especificado en el OP la profundidad del océano o qué continentes existen que bloquean este ciclo en las direcciones NS o EW. Estos son parámetros muy muy importantes para determinar en qué medida existen mares abiertos y dónde.
• la inclinación del sistema enano/luna que ha especificado en 45 grados.
• la excentricidad de la órbita de la luna alrededor del enano. Esto no se ha especificado. Bien puede ser cero considerando que la luna está bloqueada por mareas, pero esto no es esencial (la órbita de la luna de la tierra no es circular). Sin embargo, si hay un grado significativo de calentamiento por mareas, alterará radicalmente el clima de la luna.
• si la órbita de la pareja luna/enana alrededor de la estrella principal es circular o no. De lo contrario, esto también inducirá efectos adicionales, aunque serán mitigados por la relación 1:1 de flujo de enano/estrella.
• cuanto tarda la luna en orbitar a la enana

Según el documento vinculado, la inclinación del sistema de 45 grados garantizará una recepción bastante uniforme del calor en la superficie de la luna (ver la Figura 7, panel inferior derecho), promediado sobre una órbita del par enano/luna alrededor de la estrella principal. Y tenga en cuenta que los detalles en el papel tienen una relación con el flujo de la estrella y el planeta/enana de mucho más de 1:1, por lo que en su caso, el efecto de suavizado del flujo es más uniforme que en el papel.

Sin embargo, en el mismo panel, notará que se representa un 'verano del norte' y un 'verano del sur' que, según tengo entendido, resultan de la inclinación de la órbita del par alrededor de la estrella principal. Nuevamente, el tuyo debería ser menos pronunciado, todo lo demás igual gracias a esa proporción de 1: 1.

A pesar del flujo de calor promedio suave, habrá, por supuesto, patrones climáticos interesantes dependiendo de sus parámetros atmosféricos, oceánicos y geológicos debido a la interacción de todos los factores. Aunque la luna está bloqueada, no tendrá un lado "frío" debido a la contribución tanto de la estrella como de la enana. Sin embargo, el flujo de la enana es presumiblemente en su mayor parte infrarrojo, lo que puede no ser útil para la fotosíntesis. Entonces, cuando la enana eclipsa a la estrella principal, la luna estará oscura pero probablemente no mucho más fría que el otro lado.

Siento que todos estos factores van a crear un sistema meteorológico que no es el escenario clásico del "mundo del globo ocular" para un planeta bloqueado por mareas que orbita directamente cerca de un M-Dwarf, y en realidad podría ser bastante caótico.

Además, consulte el documento para conocer las limitaciones importantes con respecto a qué tan cerca la luna puede orbitar el planeta antes de que sufra un efecto invernadero descontrolado debido a una combinación de calentamiento e iluminación de las mareas. Tendrá que descubrir cómo modificar estos parámetros en función de cómo juzgue el efecto del calentamiento radiativo de la enana marrón frente al calentamiento radiativo descrito en el artículo.

Como la mayoría de los planetas bloqueados por mareas, habrá un "polo caliente" frente a la fuente de calor (en este caso, la Enana Marrón) y un "polo frío" frente al espacio. Estos dos polos serán los impulsores de gran parte del clima planetario, ya que la atmósfera y el vapor de agua se calientan y se expanden lejos del polo caliente y se mueven en grandes celdas convectivas hacia el polo frío, donde se hunde y regresa al polo caliente. . Por lo tanto, habrá un viento constante a nivel del suelo que soplará hacia el polo caliente y una "corriente en chorro" como un sistema de viento que se moverá desde el polo caliente hacia el polo frío. Habrá un anillo de nubes más o menos sólido alrededor del polo caliente a medida que el vapor de agua se condensa en altitudes más altas, y posiblemente otro anillo de nubes en algún lugar del lado nocturno a medida que el vapor restante se condensa en las temperaturas frías. por lo que habrá dos “cinturones” planetarios con altos niveles de precipitación; lluvia alrededor del polo caliente y nieve alrededor del polo frío.

En términos de ecosferas, podría pensar en el planeta como una pelota de playa con una serie de anillos concéntricos que irradian desde el polo caliente al polo frío, y la ecología está determinada por las cantidades variables de energía y humedad que se reciben en cada uno de ellos. anillo". El sol distante proporcionará una pequeña cantidad de energía e iluminación, aunque si es tan lejos como dices, esto podría ser mínimo (tal vez incluso tan poco como una luna llena en la Tierra). Debido a que el planeta estaría orbitando bastante cerca de la enana marrón, la iluminación también sería bastante esporádica, con el sol lejano saliendo y poniéndose con bastante rapidez. La mayoría de la vida nativa tendría que adaptarse para "ver" y recolectar energía en la banda infrarroja, por lo que las plantas probablemente serían de color negro y los ojos de las criaturas nativas serían muy grandes para recolectar suficiente luz.

Aunque no has mencionado otras lunas de la Enana Marrón, es bastante probable que existan debido al intenso campo gravitatorio. Múltiples lunas probablemente se establecerían en órbitas resonantes (las lunas en órbitas no resonantes se "bombean" con energía y cambian de órbita, ya sea siendo expulsadas, absorbidas por la Enana Marrón o estableciéndose en órbitas resonantes estables. Esto debería proporcionar una fuente adicional de energía para el varios ciclos tectónicos, hidrológicos y atmosféricos de la luna, ya que el núcleo es "amasado" por la interacción con las otras lunas y se calienta más de lo que podría ser. Este calor interno es probablemente lo que mantiene los océanos líquidos (al igual que los océanos internos en Europa y otras lunas jovianas).

Lo último que podría afectar a la Luna es la presencia de un poderoso campo magnético alrededor de la Enana Marrón. La magnetosfera de Júpiter proporciona una gran cantidad de energía al medio ambiente, y si la luna en su sistema está a la distancia correcta, podría estar interactuando con la magnetosfera de forma muy similar a la luna joviana Io, que funciona como una armadura en una dínamo y crea un "tubo de flujo" multimillonario entre ella y Júpiter. Algo así sin duda causaría una gran perturbación en cualquier atmósfera planetaria, además de hacer interesantes los descubrimientos científicos (es posible que descubras la electricidad pronto, pero el rugido del ruido en las frecuencias de radio impedirá el desarrollo de la tecnología de transmisión de radio y la radioastronomía, por ejemplo).

Una cosa que (probablemente) marcará una gran diferencia en la vida en ese planeta es la desafortunada tendencia de las estrellas enanas marrones (junto con las pequeñas estrellas enanas rojas) a tener una fuerte actividad de manchas solares y erupciones solares. He leído que las primeras pueden oscurecer la luz de la estrella fría durante meses (manchas solares que cubren gran parte de la superficie) y las erupciones solares son extremadamente violentas, más que las erupciones solares del sol, y desde un tiempo mucho, mucho más corto. distancia. Por lo tanto, la vida en el lado del planeta bloqueado por mareas que se enfrenta a la enana marrón podría verse bañada regularmente en rayos ultravioleta o incluso en ráfagas de rayos X. La vida tendría que protegerse en ese lado o moverse al otro lado del planeta, donde las cosas serían más frías pero menos desagradables en cuanto a radiación.

Al ser una enana roja, tendrá un porcentaje relativamente alto de su producción de energía en la parte infrarroja del espectro.
El planeta estará bañado en una tenue luz rojiza, con mucha energía infrarroja calentándolo.
Es probable que la estrella sea mucho menos volátil que nuestro sol, así que no espere ciclos climáticos de corta duración como El Niño. El clima será mucho más estable en general.
Las condiciones exactas, por supuesto, dependen en gran medida de si el planeta está bloqueado por mareas y de qué tan lejos de su órbita primaria.
Pero, en general, probablemente pueda esperar un clima que sea mucho menos variable con el tiempo (a menos que la órbita del planeta sea muy excéntrica, por supuesto, o muy inclinada, que es la causa de la mayoría de los cambios estacionales de la Tierra) en comparación con la Tierra.

En el lado iluminado, un eterno cielo rojizo y oscuro saluda a quienes salen.
En el lado oscuro, excepto cerca del terminador, estás en una oscuridad absoluta eterna, el único calor que llega allí proviene de la convección térmica, impulsada por los vientos causados ​​por la rotación del planeta.
Como el planeta está bloqueado por mareas, no hay mareas, ni patrones de viento impulsados ​​por la actividad de las mareas.