Ringworlds y habitabilidad en otros planetas

Esta es la segunda parte de una pregunta que he dividido porque son dos problemas muy distintos. Suponiendo un mundo anular perfectamente estable:

Supongamos un mundo anular plano más tradicional que no sea tan masivo (la primera descripción de Niven fue de uno de solo un kilómetro de espesor y la masa de Júpiter) y está mucho más cerca de la estrella, muy fuera de la zona habitable. Un planeta en una órbita discreta "detrás" del mundo del anillo tiene toda la luz solar ocluida por el anillo. ¿Qué tipo de calor podría recibir este planeta para hacerlo habitable? ¿Se derramaría la radiación del sol por los lados? ¿Podría el propio mundo del anillo (metálico), absorbiendo la energía del sol, irradiar una cantidad apreciable de energía desde su lado oscuro hacia el espacio y crear una zona habitable en la que estaría este planeta?

Necesitaría un mundo anular muy grande o una órbita planetaria muy estable con una inclinación perfectamente adaptada al mundo anular para bloquear una estrella completa. ¿Supongo que 1 km es el espesor perpendicular a la superficie? ¿Cuál es el tamaño del anillo por encima o por debajo del plano del anillo?
@zstewart Niven tiene un millón de millas de ancho, el grosor de 1 km mencionado es, de hecho, el grosor perpendicular a la superficie plana. El anillo que imaginé podría ser este 1 millón o simplemente el diámetro del planeta. El único límite previsto en la pregunta es que la luz solar directa no alcanza la superficie o la atmósfera del planeta.
Entonces, solo por diversión, cálculos de tamaño mínimo; si el planeta es del tamaño de la Tierra y tiene una órbita similar a la de la Tierra, y el anillo tiene un radio similar a la órbita de Venus, y la estrella tiene el tamaño del sol, el ancho mínimo para bloquear la estrella por completo es de 1,2 millones de kilómetros. Y eso supone que la órbita del planeta siempre se alinea perfectamente con el anillo. Cualquier ligera perturbación orbital por encima o por debajo del plano del anillo lo traería a la luz del sol. Si el anillo tiene un radio más pequeño, tiene que ser aún más grueso.
aleph.se/andart/archives/2014/02/torusearth.html Este enlace habla sobre las estaciones y la gravedad y varias otras cosas sobre los mundos del anillo.

Respuestas (3)

Como dijo Pedro, la actividad geotérmica/sísmica sería una buena forma de que el planeta genere su propio calor. Quiero abordar las otras preguntas:

¿Se derramaría la radiación del sol por los lados?

Soy menos capaz de responder a esta pregunta, pero creo que depende del mundo del anillo en sí. Por ejemplo, la magnetosfera de la Tierra desvía una gran cantidad de radiación solar alrededor de la Tierra, por lo que suponiendo que una magnetosfera (¿magnetoroide?) similar rodea el mundo del anillo, es probable que algo de radiación se desvíe alrededor del anillo. Sin embargo, no es probable que sea suficiente para calentar el planeta.

Ilustración relevante: http://cdn.inquisitr.com/wp-content/uploads/2016/04/magnetosphere11.jpg

¿Podría el mundo del anillo metálico irradiar una cantidad apreciable de energía desde su lado oscuro hacia el espacio?

Si asumimos que el mundo del anillo es un cuerpo negro ideal (emisividad de 1), y tiene un ancho igual al diámetro de la Tierra, y transmite la cantidad de energía recibida por la Tierra de nuestro propio sol desde un cuadrado en su superficie 7914m x 7914m ( diámetro de la Tierra al cuadrado):

1.74x10^18 W = (1)*sigma*62.69x10^6 m^2 *T^4

[álgebra]

La superficie del Mundo Anillo tendría que estar alrededor de 26450 K. Alrededor de 4,5 veces la temperatura de la superficie del sol. Esta es una gran aproximación (tratando de explicar aproximadamente la cantidad de radiación que nuestro planeta podría recibir del mundo del anillo), pero no parece plausible. Si el mundo del anillo en cuestión fuera considerablemente más grande en tamaño (principalmente ancho) y, por lo tanto, capaz de absorber e irradiar más calor a través de una mayor área de superficie, podría acercarse a lo "posible", pero no creo que sea suficiente por sí solo para calentar un planeta.

La energía geotérmica sería la forma más probable y realista de obtener calor. Una forma creativa de hacer esto, aunque no es necesario, es hacer que el campo electromagnético del mundo del anillo sea tan fuerte que interfiera con el núcleo del otro planeta, causando actividad sísmica y, por lo tanto, calor.

En cuanto a la habitabilidad, probablemente debería aprovechar al máximo el océano mundial y las pequeñas islas volcánicas. El agua retiene el calor mucho mejor que el aire, por lo que la mayor parte de la vida pasaría el rato cerca de respiraderos térmicos en el fondo del mar, o frente a la costa de un volcán activo donde proporcionaría un amplio calor residual de la lava.

Obtuve una C en biología, así que no soy un experto, pero la mayoría de los ecosistemas que conocemos dependen de un equilibrio flora-fauna y en el planeta que describes, la fotosíntesis no sería una opción. Así que sugeriría buscar formas alternativas para que un planeta obtenga energía. Espero que esto ayude :)

Si desea que la luz del sol se derrame por los lados del mundo del anillo, puede recurrir a los espejos. Los lados del mundo del anillo podrían estar hechos de un material transparente y debería ser una tarea sencilla hacerlo para que la luz de la estrella se refracte y se concentre en el plano de la órbita del planeta. Sin embargo, dependiendo del ángulo de refracción y la distancia entre el mundo del anillo y el planeta, esto podría causar que la luz solar se dirija a las latitudes más altas del planeta.

Otra posibilidad, si está dispuesto a sacrificar algo de espacio en el mundo del anillo, sería hacer transparente el medio del mundo del anillo. De esa forma, un poco de luz solar caería sobre el planeta siguiendo un camino más o menos recto, como si el mundo del anillo no estuviera allí.

Además, dado que el mundo del anillo está tan cerca de la estrella y recibe tanta luz excedente, podría cubrir parte con paneles solares y luego irradiar la energía (en una forma adecuada, por ejemplo, microondas) hacia el planeta para que sus habitantes la atrapen. . Esto es asumiendo que sus habitantes del mundo del anillo tienen interés en mantener a los habitantes del planeta con vida y bien.