Niveles de radiación y efectos en el planeta con 27 soles

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Niveles de radiación y efectos en el planeta con 27 soles

ZorroElemental

Otras publicaciones de este hilo se publicarán aquí:

Cómo hacer que funcione una Tierra con 27 soles (Cerrado como duplicado del seguimiento, Intento dos )

Cómo hacer que funcione una Tierra con 27 soles, segundo intento: estabilidad orbital

(Se actualizará a medida que se publiquen más).

Información

Finalmente descubrí cómo hacer que un planeta con 27 soles funcione : colocando las estrellas en (principalmente) pares de órbitas binarias de varios niveles de profundidad. Ahora, en esa pregunta, señalé a mano el efecto de la radiación de los soles en un solo planeta del tamaño de la Tierra (junto con la visibilidad de los soles, que se mejorará con la distancia). Pero ahora quiero entender qué haría la radiación, para poder descubrir cómo proteger el planeta en el futuro.

Comencemos enumerando cómo funciona el sistema:

Estoy ignorando la mayoría de las estrellas y centrándome en las más cercanas a mi planeta:

El planeta XV está en órbita alrededor de la estrella 5. (La estrella 5 está en un par binario 5/6, cuyo par está en la órbita de la estrella 7, que orbita alrededor de la estrella 1, que está en el par binario 1/2. )

XV está a 1 AU de 5. 5 está a 10 AU de 6. El par 5/6 orbita 7 a una distancia de 25 AU. 7 está a una distancia de 30 AU de 1.

Magnitud/tipo de estrella:

La estrella 1 es una clase O2 ( $\geq\text{16}{\small{M}}_\odot$ ).

Star 7 es una clase A7 ( $\text{1.4–2.1}{\small{M}}_\odot$ )

Star 5 es una clase G2 ( $\text{0.8–1.04}{\small{M}}_\odot$ )

Star 6 es una clase G1 ( $\text{0.8–1.04}{\small{M}}_\odot$ )

Para simplificar, el planeta orbita 5, que está en binario con 6, y juntos orbitan 7, que orbita 1, que está en binario con 2.

La estrella y los planetas se formaron (en tiempo geológico) extremadamente rápido y se enfriaron rápidamente (consulte la pregunta anterior), así que imagine que el planeta se ha enfriado y que nada se convertirá en supernova (debido a la vida prolongada de las estrellas).

Pregunta

¿Cuáles serían los efectos de la radiación de 27 soles? Criterios:

Indique la energía, en Joules, por día, de la radiación solar.
Enumera los efectos de esta radiación solar en la atmósfera y la superficie del planeta.
Usa el mismo campo magnético que tiene la Tierra.

esta bien si

El planeta se ~~fríe~~ vaporizado. La sustancia del planeta es, por supuesto, unobtanium. El propósito de esta pregunta es comprender los efectos de este entorno estelar en un planeta potencial.
El campo magnético se elimina con la atmósfera. Si bien eso es triste, no me importa siempre que me digan que el campo magnético se eliminó.

Gracias a todos en Sandbox que me ayudaron a desarrollar esta pregunta.

La Ley del Cuadrado-Cubo

Me gustan mucho tus preguntas. Esperando las respuestas para este. Creo que con el arreglo que propones ahora (que no había imaginado posible hasta tu última pregunta), los niveles de radiación podrían ser compatibles con la vida.

Tridam

"XV es 1 AU de 5. 5 es 10 AU de 6". ¿Esto podría significar que en algún momento su planeta tendría dos soles en el cielo? ¿O las órbitas no se confabulan?

ZorroElemental

Nota para los votantes negativos: lamento que sintieran que esto merecía un voto negativo; ¿podría explicar por qué en un comentario que detalle por qué, para que pueda tener la oportunidad de solucionar este problema? El botón de voto negativo dice "Esta pregunta no muestra ningún esfuerzo de investigación; no está clara o no es útil". No veo por qué esto muestra falta de esfuerzo o claridad, pero agradecería cualquier crítica constructiva para mejorar mi pregunta.

Vicente

Solo un votante negativo está bien. Sucede todo el tiempo por cualquier motivo.

Respuestas (1)

Niveles de radiación y efectos en el planeta con 27 soles

Me gustan mucho tus preguntas. Esperando las respuestas para este. Creo que con el arreglo que propones ahora (que no había imaginado posible hasta tu última pregunta), los niveles de radiación podrían ser compatibles con la vida.
"XV es 1 AU de 5. 5 es 10 AU de 6". ¿Esto podría significar que en algún momento su planeta tendría dos soles en el cielo? ¿O las órbitas no se confabulan?
Nota para los votantes negativos: lamento que sintieran que esto merecía un voto negativo; ¿podría explicar por qué en un comentario que detalle por qué, para que pueda tener la oportunidad de solucionar este problema? El botón de voto negativo dice "Esta pregunta no muestra ningún esfuerzo de investigación; no está clara o no es útil". No veo por qué esto muestra falta de esfuerzo o claridad, pero agradecería cualquier crítica constructiva para mejorar mi pregunta.
Solo un votante negativo está bien. Sucede todo el tiempo por cualquier motivo.

HDE 226868 · Answer 1

Veamos dos ecuaciones clave:

\begin{matrix} (1, 2) & F_{i} = \frac{L_{i}}{4 π r_{i}^{2}}, λ_{maxi} = \frac{b}{T_{i}}, \end{matrix}

$F_i=\frac{L_i}{4\pi r_i^2},\quad \lambda_{\text{max,i}}=\frac{b}{T_i},\tag{1, 2}$ Para una estrella dada con luminosidad

L_{i}

$L_i$ y temperatura superficial

T_{i}

$T_i$ una distancia

r_{i}

$r_i$ del planeta, estas ecuaciones te dan el flujo de la estrella (

F_{i}

$F_i$ ) y la longitud de onda a la que su emisión es más fuerte, según la ley de Wien . He adoptado algunos valores razonables para

M_{i}

$M_i$ ,

L_{i}

$L_i$ y

T_{i}

$T_i$ basado en el tipo espectral. también he tomado

r_{i}

$r_i$ ser un radio medio de cada una de las estrellas, dado que las distancias cambian enormemente. Echemos un vistazo a los resultados (aquí, Aquí,

F_{s}

$F_s$ es la constante solar ):

\begin{array}{ccccccc} Estrella & {METRO}_{i} ({METRO}_{⊙}) & L_{i} (L_{⊙}) & T_{i} (k) & r_{i} (AU) & F_{i} (F_{s}) & λ_{maxi} (Nuevo Méjico) \\ 1 & dieciséis & 500000 & 20000 & 30 & 1750 & 145 \\ 5 & 1 & 1 & 5800 & 1 & 1 & 502 \\ 6 & 0.9 & 0.7 & 5300 & 10 & 0.007 & 547 \\ 7 & 1.5 & 10 & 7000 & 25 & 0.016 & 414 \end{array}

$\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|}\hline \text{Star} & M_i (M_{\odot}) & L_i (L_{\odot}) & T_i (\text{K}) & r_i \text{ (AU)} & F_i(F_s) & \lambda_{\text{max,i}}\text{ (nm)}\\\hline 1 & 16 & 500000 & 20000 & 30 & 1750 & 145\\\hline 5 & 1 & 1 & 5800 & 1 & 1 & 502\\\hline 6 & 0.9 & 0.7 & 5300 & 10 & 0.007 & 547\\\hline 7 & 1.5 & 10 & 7000 & 25 & 0.016 & 414\\\hline \end{array}$ Tenemos un problema.

Las estrellas 6 y 7 no contribuirán tanto como la estrella 1; tenga en cuenta los bajos flujos. La estrella 1, por otro lado, hará la vida imposible. Es luminoso y no está demasiado lejos. Además, su emisión máxima se encuentra en el ultravioleta, lo que significa que su planeta necesitará una gran capa de ozono para tener alguna esperanza de vida en la superficie. Incluso en su distancia más lejana del planeta, Star 1 seguirá manteniendo un gran flujo superficial.

Ah, debo señalar que fui en contra de sus deseos y elegí valores para la estrella 1 como si fuera una estrella O7: menos masiva, menos luminosa y más fría. En otras palabras, esencialmente elegí el tipo espectral del mejor de los casos aquí. Si te quedas con una estrella O2, las cosas serán. . . malo. Muy, muy, muy mal. Específicamente, estaríamos viendo $M\sim40M_{\odot}$ , $L\sim10^6L_{\odot}$ , $T\approx50000\text{ K}$ , $F\approx3510F_s$ , y $\lambda_{\text{max,i}}\approx58\text{ nm}$ , todo lo cual es mucho peor para su planeta.

Por diversión, analicemos este cálculo de la temperatura efectiva de la superficie , $T_{eff}$ . Si asumimos que la principal fuente de flujo es la Estrella 1, entonces

T_{mi F F} = {(\frac{L_{1} (1 - a)}{dieciséis π σ r_{1}^{2}})}^{1 / 4} = {(F_{1} \frac{1 - a}{4 σ})}^{1 / 4}

$T_{eff}=\left(\frac{L_1(1-a)}{16\pi\sigma r_1^2}\right)^{1/4}=\left(F_1\frac{1-a}{4\sigma}\right)^{1/4}$ Conectando nuestros valores - asumiendo

a = 0.3

$a=0.3$ - Nos da

T_{e f f} \approx 1647 K

$T_{eff}\approx1647\text{ K}$ . Eso es mucho, mucho peor que Venus, ¡y ni siquiera hemos tenido en cuenta las contribuciones de las otras estrellas!

En el chat, habló sobre cómo se preguntaba qué tan mala sería la actividad estelar. Afortunadamente, la estrella tipo O probablemente no sea un problema aquí. Si bien las estrellas O tienen fuertes vientos estelares, y escribí sobre eso el mes pasado , generalmente son bastante tranquilas cuando se trata de erupciones estelares y eyecciones de masa coronal. ¿Por qué? Bueno, a diferencia de la mayoría de las estrellas, muy pocas estrellas de tipo O tienen campos magnéticos , y los campos magnéticos son la fuerza principal detrás de este tipo de actividad estelar.

Las condiciones en el núcleo de una estrella O simplemente no están maduras para producir un campo magnético por medios normales; Durante décadas, tanto la teoría como las observaciones indicaron que ninguna estrella de secuencia principal de tipo O tenía campos magnéticos. En los últimos años, se ha descubierto un pequeño número de contraejemplos: $\theta^1$ Ori C es un caso bien conocido, y se cree que una pequeña fracción de la población tiene campos magnéticos. Sin embargo, la mayoría no lo hace, por lo que es muy probable que su estrella O no sea una fuente de bengalas o CME. Las otras estrellas, tal vez. Pero las enanas rojas de tipo M son realmente las únicas estrellas fulgurantes , y no tienes ninguna enana roja entre este subgrupo en tu sistema.

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