¿Sin luz solar, solo radiación de alta energía?

¿Es posible que un planeta tenga muy poca energía de luz visible y reciba suficiente energía para mantener la vida a partir de la radiación ionizante? Es aceptable una
luz tenue, incluida la luz de las estrellas y el resplandor del aire ionizado .

Un planeta en órbita alrededor de un sistema binario estrella-agujero negro:
Pros:

  • Alta radiación de rayos X
  • Un sistema estelar podría tener planetas de manera creíble.
  • La creación del agujero negro probablemente involucró una supernova que podría conducir a la creación del planeta.

Contras:

  • La estrella emitirá luz.
  • La creación del agujero negro probablemente involucró una supernova que puede destruir planetas.

Un planeta rebelde en una galaxia que contiene un Quasar
Pros:

  • Posiblemente alta radiación.
  • El planeta puede estar en una órbita estable de período alto dentro de la galaxia.

Contras:

  • Los cuásares emiten mucha luz.
  • Las galaxias suelen contener cuásares en las primeras etapas de su existencia, cuando escasean los elementos pesados.

El planeta podría estar cubierto por una atmósfera espesa que bloquea la luz visible pero no la radiación de alta energía.

Mi pregunta es; ¿Qué escenario maximizará la radiación de alta energía pero minimizará la luz visible?

Una pregunta relacionada es; ¿Qué tipo de vida puede desarrollarse en un planeta así?

EDITAR: Dado que parece imposible que el cielo esté oscuro pero inundado de radiación; ¿Qué situación maximiza el cociente radiación-luz?

La situación que tengo en mente ahora es:

  • El planeta fue creado a raíz de una supernova que convirtió una de las estrellas en una estrella de neutrones.
  • La estrella de neutrones tiene haces magnéticos cerca (y muy superpuestos) del plano ecuatorial.
  • La estrella de neutrones acumula lentamente materia de la otra estrella, lo que hace que sus polos magnéticos brillen intensamente en los espectros de rayos X y rayos gamma.
  • La estrella de neutrones gira cada pocos segundos, barriendo el planeta con ráfagas regulares de radiación.
  • El planeta gira en una órbita alineada con el plano ecuatorial y relativamente lejos de las estrellas madre.
  • La estrella se ve relativamente tenue desde esa distancia (tan tenue para la fotosíntesis).
  • Cada pocos segundos, la atmósfera pulsa una luz azul del resplandor de ionización del aire y la superficie (incluidos los océanos) emite un destello brillante de luz azul de la radiación de Cherenkov.
  • La vida aparece por primera vez en el océano, protegida por la capa protectora de agua.
  • Antes de que la sopa primordial se seque, las células resistentes a la radiación comienzan a radiosintetizarse y forman grumos gruesos en la superficie.
  • Algunas formas de vida viven bajo el agua y suben a la superficie durante la noche para pastar en esas cuajadas, durante muchos millones de años, se vuelven bastante complejas.
  • Algunas formas de vida resistentes a la radiación llegan a tierra para evitar el hacinamiento y la depredación.
  • Algunas de las formas de vida más complejas se aventuran en tierra durante la noche y se esconden bajo el agua antes de la próxima ronda de radiación.
  • Algunas de esas formas de vida se esconden bajo tierra (en cuevas o préstamos artificiales) durante el día, ahora son completamente terrestres.
  • La vida inteligente puede evolucionar o no.

¿Qué tan creíble es este escenario?
Uno de los problemas con mi escenario es; cuanto tiempo durara esa configuracion?

Apostaría a que la mayoría de las órbitas de las galaxias con cuásares estarán bañadas en cantidades limitadas de radiación. Hasta donde yo sé, la mayor parte se emite a lo largo de los polos del agujero negro supermasivo, fuera del plano de la galaxia.
¿Seguro Por qué no? No tenemos idea de los límites de la vida.
¿Cuál es su definición de luz visible? Apuesto a que si la vida pudiera encontrar una manera de vivir en un mundo de rayos gamma / rayos X altos, también evolucionaría para ver en ese rango del espectro.
@RichardTingle Con "luz visible" en realidad me refiero a luz con energía lo suficientemente baja como para no romper los enlaces moleculares.
Siento que esto debería ser dos preguntas, qué tipo de vida y cómo podría existir este planeta.
@XandarTheZenon ¿Estás diciendo que debería dividir esto en dos preguntas separadas?
Sí, lo creo
Ver Incandescencia de Greg Egan . El mundo Splinter orbita alrededor de un agujero negro y obtiene energía no de la luz solar sino de los tipos de radiación presentes. El título alude a cómo luce a los sentidos adaptado para ese entorno.

Respuestas (4)

La mayor parte de la física con respecto a los cuásares y púlsares, etc., ha sido explicada por las personas que están por encima de mí. Aquí iría con una verificación rápida de hechos sobre el núcleo de la pregunta.

P1- ¿Es posible que un planeta púlsar (un planeta que gira alrededor de una estrella de neutrones que gira rápidamente) albergue vida?

Es poco probable que los planetas púlsar alberguen vida tal como la conocemos, debido a los altos niveles de radiación ionizante emitida por el púlsar y la correspondiente escasez de luz visible. ( https://en.wikipedia.org/wiki/Pulsar_planet#Historia )

La vida basada en el carbono, tal como la conocemos, depende de las proteínas para todos los procesos biológicos. El repentino haz de rayos X de alta energía del púlsar destrozaría por completo esas moléculas antes de que se formara el primer procariota.

ingrese la descripción de la imagen aquíUn mundo hermoso y fantasmal con auroras danzantes... y sin vida...

P2-¿Puede un planeta de agujero negro albergar vida?

Teóricamente sí ( como dice este artículo ). Pero sería un tipo primitivo de vida (si fuera vida basada en carbono con un metabolismo similar a la vida en la Tierra) y no habría vida compleja en tal planeta.

¡Ay, el horror!PD: este sería uno de los lugares más horribles para vivir en todo el universo...

P3- ¿Puede haber vida en un planeta rebelde en una galaxia que contiene un cuásar?

Según este artículo, que contiene un video inmensamente bien informado, dependería de qué tan lejos esté el planeta del centro de la galaxia/cuásar. Por ejemplo, considerando que nuestro sistema solar está presente en el borde de nuestra galaxia, si nuestro centro galáctico se convirtiera en un quásar, el calor y la luz que nos llegarían serían solo el 1% del calor y la luz que nos llega del sol. Contando esto en perspectiva, cuanto más cerca esté el planeta del centro galáctico, mayor cantidad de calor y luz recibirá del cuásar.

Sin embargo, una vez más, el calor y la luz por sí solos no son los únicos determinantes de la vida en un planeta. Teniendo en cuenta las emisiones de rayos gamma de energía extremadamente alta y los chorros de partículas de alta energía emitidos por el quásar, un planeta que está a una distancia adecuada para estar en la zona habitable de un quásar probablemente recibiría una cantidad alarmantemente alta de radiación destructiva de él, lo que destruir toda la vida en ese planeta, reduciéndolo a un planeta aparentemente muy habitable (en la zona dorada) pero de hecho completamente muerto. Además, olvide cualquier pizca de esperanza de que una capa de ozono pueda protegerlo de rayos de energía de tan alta intensidad. De hecho, esos rayos de energía son lo suficientemente poderosos como para destruir fácilmente cualquier capa absorbente similar al ozono alrededor de dicho planeta.

!!No quiero vivir en ese planeta. ¡Período!

Si el planeta orbita en la "zona de Ricitos de Oro" adecuada, puede existir agua líquida (la probabilidad de eso, por supuesto, es muy pequeña, pero quién quiere pensar en planetas típicos, también conocidos como planetas sin l). La mayoría de los rayos gamma se absorben en los primeros 10 cm, lo que hace que el agua brille intensamente por la radiación de Cherenkov . Más allá de eso, puede haber una capa de agua que se mantiene líquida por conducción y posiblemente una sopa primordial . Por supuesto, estoy siendo muy optimista. +1 El púlsar parece el escenario adecuado.
O podría haber un tipo diferente de vida en esos planetas. Una vida que no está basada en el carbono como la vida terrenal, sino algún otro tipo de vida extraña, primitiva y alienígena. La " vida " se describe como la capacidad genética de un organismo para aprovechar la energía de su entorno y utilizarla. No tiene que ser vida basada en el carbono, como la que vemos en todas partes de la tierra.
"planetas sin l" quise decir "planetas sin vida". Además, ¿un púlsar no requiere una estrella cercana para emitir radiación? Incluso si no lo hace, es probable que los rayos no alcancen el planeta o solo lo golpeen durante parte del año. ¿Hay alguna fuente que emita alta radiación en todas direcciones?
Los estallidos de rayos gamma de las supernovas van en todas las direcciones en 3 dimensiones. Y las estrellas supermasivas (que consumen su combustible estelar mucho más rápido que nuestro sol) son mucho más brillantes y emiten más frecuencias de ondas electromagnéticas que nuestro sol. Aparte de estos, creo que la mayoría de los objetos celestes tienen emisiones de chorro de partículas solo en dos dimensiones.
Si bien muchos objetos emiten chorros de radiación y partículas muy concentrados alrededor de sus ejes, estos no tendrán mucho efecto en su planeta a menos que esté en una órbita polar. En ese caso, la radiación podría ser la menor de sus preocupaciones, estos chorros se están moviendo a una alta fracción de la velocidad de la luz y el rayo relativista destrozaría su planeta. Solo si no hay un disco de acreción, obtendrá un cielo oscuro, y sin el disco de acreción para alimentar el cuerpo, probablemente tampoco obtendrá los chorros de alta energía de los ejes de rotación.
@Thucydides: sí, estábamos hablando de cuásares, no solo de los aburridos agujeros negros supermasivos en los centros galácticos.
Por unos valores de aburrido.....

¿Pueden existir planetas alrededor de agujeros negros/quasars?

Sí. Los agujeros negros pueden ser lo suficientemente grandes como para anclar galaxias enteras; la evidencia sugiere fuertemente un agujero negro supermasivo en el centro de nuestra propia galaxia. Debido al aumento de masa del agujero negro en comparación con, digamos, una variedad de estrellas de jardín, los planetas tendrían que existir más allá del horizonte de eventos, lo que significa que si su planeta está en órbita, es posible que ya esté a una distancia adecuada del agujero negro para evitar una radiación significativa.

Además, su planeta podría haber sido un planeta rebelde atrapado por la atracción gravitacional del agujero negro después de su transformación en supernova, o una colección de escombros del paso de comentarios, meteoritos o asteroides.

Emisiones: ¿son un problema para la vida en estos planetas?

Esta imagen muestra un haz de rayos X y luz visible que se proyecta a más de un millón de años luz desde el polo de un cuásar.

Un cuásar que emite una proyección de rayos X.

El chorro se denomina "chorro astrofísico" y contiene rayos X, así como partículas y plasma, y ​​para que alcance la velocidad de escape debe viajar cerca de la velocidad de la luz. Esto ciertamente causaría problemas a su planeta. Sin embargo, estos chorros tienden a ser emitidos desde los polos del cuásar/agujero negro, mientras que los cuerpos en órbita tienden a moverse alrededor de su centro de rotación.

Los rayos X y la radiación aún pueden ser un problema, pero no tanto como una explosión de plasma que tritura planetas.

"Es la vida, Jim, pero no como la conocemos".

La principal preocupación por la falta de luz visible vendrá de los sistemas de nutrientes. La gran mayoría de la vida en la tierra depende de la luz solar como piedra angular de la cadena alimenticia. Sin embargo, hay lugares en la tierra (zanjas submarinas profundas) que dependen de respiraderos geotérmicos para obtener energía. Las plantas y el plancton allí convierten el calor del planeta que sale hirviendo a través del agua en nutrición, que la vida más grande y compleja (como camarones, cangrejos y gusanos tubulares) convierte en energía para ellos mismos.

Suponiendo que la radiación de fondo de su planeta sea suficiente para causar mutaciones genéticas, muerte y cáncer, podría ser que cualquier forma de vida en su planeta tenga una, algunas o todas las siguientes características:

  • relativamente simple (cualquier cosa más grande o más complicada es eliminada por radiación o mutación)
  • autocorrección (el ADN puede reparar mutaciones o cánceres)
  • pequeño (menos área de superficie para reducir la interacción con la radiación)
  • resistente a la radiación (ver más abajo)
  • vivienda terrestre o vivienda marina (se basa en la protección física del medio ambiente)

Hay algunos extremófilos que existen en la vida real, como la bacteria einococcus radiodurans , que puede sobrevivir a una dosis de radiación de 15 000 grises, donde 10 grises matarían a un humano y 1000 grises matarían a una cucaracha.

Existe una vida más complicada en forma de hongos que pueden convertir la radiación en nutrientes. De sciencedaily.com :

"Dado que la radiación ionizante prevalece en el espacio exterior, los astronautas podrían depender de los hongos como fuente de alimento inagotable en misiones largas o para colonizar otros planetas", dice la Dra. Ekaterina Dadachova, profesora asociada de medicina nuclear y microbiología e inmunología en Einstein. y autor principal del estudio.

Esta fuente de nutrientes sería una buena opción para albergar criaturas más grandes y biológicamente más complicadas que podrían vivir en redes de túneles protegidos de la radiación por la densidad de la roca, haciendo breves viajes a la superficie en busca de alimento antes de regresar bajo tierra. Una vez más, las aguas profundas tendrían un potencial de protección similar.

Para leer más, recomendaría investigar las especies y los ciclos de vida que continúan prosperando alrededor del núcleo del reactor de Chernobyl.

TL;DR Sí, es posible que existan ecosistemas sin luz y sin altos niveles de radiación. La vida, eh... encuentra un camino.

Hola Polyducks. Bienvenido a Worldbuilding. Primer post muy interesante. Camino a seguir :)
+1 "Los rayos X y la radiación aún pueden ser un problema" Quiero que estén presentes. Además, si toda la radiación proviene de una fuente y el planeta está girando, las criaturas podrían aventurarse con seguridad en la "noche" y esconderse antes de que comience el "día".
"Emisiones: ¿son un problema para la vida en estos planetas?" Quiero que haya emisiones. Lo que no quiero es quedar varado en ese planeta.
@KiranLinsuain Estoy hablando de que esas emisiones/rayos X son una barrera para que la vida comience o continúe. Ciertamente, un chorro astrofísico proyectado eliminaría cualquier forma de atmósfera como mínimo y, como máximo, destruiría el planeta físico. La Tierra requiere una atmósfera para evitar fenómenos como meteoritos y otras radiaciones de fondo letales, independientemente de la hora del día.
@bilbo_pingouin Muchas gracias :) ¡Es un placer estar aquí!

El mecanismo para la liberación de radiación alrededor de los agujeros negros y remanentes estelares colapsados ​​similares, como las estrellas de neutrones, excluye más o menos la posibilidad de tener un cielo oscuro lleno de radiación ionizante.

A medida que la materia es atraída hacia el disco de acreción, se acelera gradualmente alrededor del objeto central e interactúa con otras partículas también atrapadas en el disco de acreción. A medida que aumenta la velocidad y la densidad, las fuerzas de fricción calientan la materia a energías cada vez más altas, que es donde surge el problema.

La materia en el borde exterior del disco de acreción está bastante suelta y se mueve con relativa lentitud, por lo que el borde exterior del disco va a estar relativamente frío. A medida que nos adentramos más, la cantidad de energía y densidad se hará cada vez más alta, siendo irradiada a frecuencias cada vez más altas. Esto significa que el disco en realidad va a irradiar en todas las frecuencias, desde infrarrojos hasta rayos X duros y más allá, por lo que independientemente de lo que haga, habrá un componente de energía visible muy grande y brillante que se liberará del disco.

disco de acreción

La película Interstellar incluye efectos gravitacionales en su representación de un agujero negro:

Agujero negro de película interestelar

Incluso desde una distancia muy grande, el componente visible será bastante brillante; Se cree que los cuásares son los agujeros negros centrales de las galaxias en las primeras etapas de formación hace miles de millones de años y son visibles en todo el universo.

Si estamos considerando un agujero negro supermasivo cerca del centro de una galaxia, arrastrará estrellas enteras y cúmulos de estrellas fuera del disco de acreción. Incluso si el área alrededor del agujero se ha "limpiado" por alguna razón, tendrás la luz de miles o millones de estrellas fluyendo alrededor del agujero negro central.

Se cree que los pequeños agujeros negros cerca del final de su vida emiten energía en forma de "radiación de Hawking", sin embargo, dado que se trata de partículas virtuales emitidas desde el horizonte de sucesos (con sus socios virtuales al caer en el agujero negro), también emergerá en todas las energías en una distribución aleatoria, por lo que el cielo se volverá increíblemente brillante en las últimas horas de la existencia del agujero negro.

Así que vivir cerca de un agujero negro no será nada oscuro....

¡Un punto excelente que no había considerado!
Se cree que todos los agujeros negros emiten Radiación de Hawking durante toda su vida, pero es más notable, también medible, cuando se están muriendo porque ya no hay un disco de acreción que emita radiación.

Posiblemente, se podría construir una Singularidad cuántica artificial, la misma clase de objeto que un agujero negro pero "dispuesto" de manera diferente, de modo que capture su propia radiación de Hawking primaria y la reemita en longitudes de onda no visibles. El mayor problema en el que realmente te metes es que si expones algo a suficiente radiación fuerte, emitirá luz, ya sea a través de fluorescencia, fosforescencia o incandescencia, por lo que tu mundo oscuro tendrá que estar al borde de tener suficiente radiación para ser utilizable pero lo suficientemente ligero como para que las cosas no brillen como el sol de todos modos, y con la mayoría de los compuestos hay al menos una longitud de onda que causa uno de estos efectos a una intensidad relativamente baja.

Para obtener algunos detalles sobre la ciencia ficticia de manipular singularidades "Cavitronics", eche un vistazo a la Tierra de David Brin .

¿Sin luz solar, solo radiación de alta energía?
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