Bewohnbare Zonen um andere Sterne

Ich habe eine Frage zur Messung der Grenzen bewohnbarer Zonen auf anderen Planeten.

Ist es in Ordnung, das anzunehmen, wenn die bewohnbare Zone der Sonne in einiger Entfernung beginnt? R 0 und seine Leuchtkraft ist L 0 , können wir die Leuchtkraft jedes anderen Sterns berechnen L innere Grenze der bewohnbaren Zone als

R = R 0 L L 0
?

Formel wurde abgeleitet von

F = L 4 π R 2
Wo F ist der Fluss, R ist die Entfernung zum Stern. Ich gehe davon aus, dass der Fluss an der Grenze derselbe bleiben sollte, wie er im Sonnensystem war, also F 1 = F 2 ;

Wenn dies falsche Annahmen waren, würde ich gerne wissen, was ich vermisse.

Danke schön!

Ich sehe kein Problem damit, und Wikipedia impliziert, dass Sie Recht haben.

Antworten (2)

Das sieht gut aus, ABER lesen Sie in der Tat die Wikipedia-Seiten zum Thema bewohnbare Zonen, um alle Komplikationen zu sehen, die es gibt, um abzuleiten, wo um einen Stern herum die Bedingungen "bewohnbar" sein können. Darüber hinaus empfehle ich, wenn Sie diese Berechnung ernst meinen, den kurzen Artikel von Kane & Gelino (2012) zu lesen und die begleitende Habitable Zone Gallery zu besuchen .

Die Formel, die Sie haben, gibt eine vernünftige Basislinie und Schätzung, sollte aber wahrscheinlich nicht zu weit von sonnenähnlichen Sternen entfernt extrapoliert werden.

Zu den Komplikationen gehören:

Möchten Sie, dass Ihre Aufenthaltszone für einen bestimmten Zeitraum bewohnbar ist? Massereiche Sterne ändern ihre Leuchtkraft schnell.

Sie gehen von einer kreisförmigen Umlaufbahn aus, aber Planetenumlaufbahnen können elliptisch sein.

Ihre Berechnung geht davon aus, dass Ihr Planet eine ähnliche Atmosphäre (und damit Gravitation etc.) wie die Erde hat. Unterschiedliche Atmosphären führen zu unterschiedlichen Oberflächentemperaturen. Sterne mit geringer Metallizität haben Planeten ohne Kohlendioxid! Es gibt auch externe Faktoren, die mit der magnetischen Aktivität der Sterne zu tun haben und die Atmosphären drastisch beeinflussen können (und dies in unserem Sonnensystem getan haben); Das bedeutet, dass Sterne unterschiedlichen Typs und Alters bewohnbare Zonen verändert haben könnten.

Sehr kleine Sterne hätten sehr nahe bewohnbare Zonen, aber dann könnten Gezeiteneffekte sehr wichtig sein.

Sowohl sehr massereiche Sterne als auch massearme Sterne (insbesondere jüngere) können starke ultraviolette Strahlungsfelder haben, die Leben (wie wir es kennen) ausschließen können.

Die Berechnung geht davon aus, dass die gesamte benötigte Wärme vom Stern stammt. Aber es könnte auch aus dem radioaktiven Zerfall von Gestein oder durch Gezeitenerwärmung im Fall eines Mondes stammen, der einen größeren Planeten umkreist (denken Sie an Io, Europa).

Ja, ich weiß, ich gehe stark davon aus, dass das Leben auf dem anderen Stern unserem ähnlich oder exakt wäre, aber ansonsten denke ich, dass die Berechnungen immer ausgefeilter werden. Was massereiche Sterne betrifft, denke ich, dass solche vom Spektraltyp O, B, A aufgrund ihrer kurzen Lebensdauer überhaupt ausgeschlossen werden sollten. Was die Exzentrizität der Umlaufbahnen angeht, muss ich das irgendwie separat untersuchen. Vielen Dank für die Artikel!

Mal sehen, ob ich die Herleitung verstehe.

F = L 4 π R 2
wird
F = L 4 π R 2
Und
F  anderer Stern = L  anderer Stern 4 π R  anderer Stern 2
und so bedeutet es, sie gleichzusetzen
L 4 π R 2 = L  anderer Stern 4 π R  anderer Stern 2
Und
L R 2 = L  anderer Stern R  anderer Stern 2
Wir arrangieren neu, um zu bekommen
R  anderer Stern R 2 = L  anderer Stern L
R  anderer Stern R = L  anderer Stern L
das ist deine gleichung
R  anderer Stern = R L  anderer Stern L
Die Ableitung scheint also mathematisch zu stimmen.


Logischerweise scheint es dir auch gut zu gehen. Es macht absolut Sinn, dass der Lichtstrom in beiden Fällen gleich sein sollte, und Wikipedia stimmt Ihnen hier zweimal zu :

Ob sich ein Körper in der zirkumstellaren bewohnbaren Zone seines Wirtssterns befindet, hängt vom Radius der Umlaufbahn des Planeten (bei natürlichen Satelliten von der Umlaufbahn des Wirtsplaneten), der Masse des Körpers selbst und dem Strahlungsfluss des Wirtssterns ab.

und hier

Astronomen verwenden den Sternfluss und das Gesetz des umgekehrten Quadrats, um Modelle der zirkumstellaren bewohnbaren Zone, die für das Sonnensystem erstellt wurden, auf andere Sterne zu extrapolieren.

Ich denke, du bist in Ordnung.