Die wichtigsten Auswirkungen auf die Bewohnbarkeit von Exomonden, die diesen Braunen Zwerg umkreisen

Ich muss einige Hintergrundinformationen zu dieser Frage geben. Ich interessiere mich für die Idee eines dicht besiedelten Sternensystems, und große Exomonde zu haben, ist eine Möglichkeit, dass sie alle ungefähr denselben Teil der bewohnbaren Zone umkreisen können und ein sehr hohes Risiko für Lithopanspermie haben, ohne sehr nahe umkreisen zu müssen ein kleiner Stern und gezeitengebunden an ihn gebunden sein. Angesichts der Größe der Jupitermonde bräuchten Sie einen sehr großen Planeten, eher wie ein brauner Zwerg, um erdähnliche Exomonde zu haben, aber dann könnten diese Planeten weiter vom Primärstern entfernt umkreisen und nicht unter den riesigen Fackeln und Sonnenwinden leiden, die sie erleiden würden wenn sie dicht um einen echten Roten Zwerg gepackt sind, wie es vielleicht im Trappist-1-System vorkommt. Sie wären (wahrscheinlich) alle gezeitenabhängig mit dem Braunen Zwerg verbunden, hätten aber in Bezug auf den Stern einen Tag/Nacht-Zyklus.

Nehmen wir an, es gibt einen Stern, der ähnliche Eigenschaften wie die Sonne hat, und daher ist die bewohnbare Zone ähnlich der der Erde. Bei 1 AE umkreist ein Brauner Zwerg von 80 Mj mit einem Durchmesser von 200.000 km; bei der letzten Hürde kein roter Zwerg zu sein:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es hat Monde, die jeweils etwa die Hälfte der Masse der Erde haben. Die Hälfte der Masse der Erde scheint ausreichend zu sein, um unter bestimmten Bedingungen einigermaßen bewohnbar zu sein, sich aber nicht zu sehr durch die Gravitation zu stören:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sie sind unterschiedlich beabstandet, aber typischerweise zwischen 1,5 bis 1,75 der vorangehenden großen Halbachse. Der 4. Mond ist etwa 1.157.140 km entfernt und der letzte Mond ist etwas mehr als 8 Millionen entfernt. Ich weiß nicht, ob sich die Umlaufbahnen in astronomischen Zeiträumen nicht kreuzen, aber es scheint einigermaßen stabil zu sein. Ein Brauner Zwerg hat einen großen Hügelradius in einer Umlaufbahn von 1 AE um ein Sonnenanalog. Außerhalb des 8. Mondes scheinen die Dinge in sichtbar beobachtbaren Zeitrahmen instabil zu werden, also wurden der 9. und 10. Mond entfernt.

Später wurde mir klar, dass das Roche-Limit hier das größere Problem ist und dass die inneren Monde in Gefahr sind. Mir wurde gesagt, dass ein Satellit mit der Dichte der Erde Jupiter fast beliebig nahe umkreisen könnte, weil die Dichte der Jupiteratmosphäre bedeutet, dass die Roche-Radien innerhalb des Jupiters liegen. Es müsste in Gefahr sein, mit der Atmosphäre zu interagieren, bevor es in Schutt und Asche verwandelt werden könnte.

Also habe ich es geflügelt und einen SEHR nahen Mond in 1 Radien Entfernung platziert. Doch selbst wenn diese Informationen korrekt sind, gibt es einen GROSSEN Unterschied zwischen Jupiter und einem Braunen Zwerg mit 80 Jupitermassen (79 Jupiter, um genau zu sein). Leider ergibt die tatsächliche Berechnung (Rl = 2,44 Rp * Kubikwurzel [Pp / Ps]) für die Roche-Grenze und die Annahme von Erddichtesatelliten die Grenze = 4,56673413178 braune Zwergradien, was 456.673 km entspricht. Das bedeutet, dass in dem vergrößerten Bild unten die grünen und rosa Umlaufbahnen eigentlich Ringe sind (jetzt frage ich mich, ob die anderen Monde interessante Lücken machen würden):Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Möglicherweise ist mein Brauner Zwerg bei Jupiterradien von 1,4 etwas geschwollen (vielleicht dreht er sich sehr schnell oder es könnte sehr heiß sein, was schlecht wäre), also ist der wahre Punkt, an dem Monde anfangen, sich in Trümmer zu verwandeln, etwas näher, aber Lassen Sie uns die Dinge nicht zu sehr drängen.

BEARBEITEN:

Einige Fragen sind:

  • Haben Cyan und Maroonish extreme vulkanische Aktivität wie Io?
  • Sind ALLE Monde von den Gezeiten gesperrt, wenn das System 4,5 Milliarden Jahre alt ist, oder können diejenigen, die 4 Millionen und mehr als 8 Millionen Kilometer entfernt sind, dieses Schicksal vermeiden?
  • Obwohl sie eine ausreichende Dichte haben, würde die Gezeitensperre verhindern, dass sie Magnetfelder haben, also können sie durch das Magnetfeld des Braunen Zwergs geschützt werden?
  • Oder erzeugt das Magnetfeld des Braunen Zwergs tödliche Strahlungsbänder, die sie unbewohnbar machen? Würden nur die letzten paar Monde in Ordnung sein oder ist das kein so großes Problem?
  • Wenn ein Brauner Zwerg fast kein Stern geworden ist, verschmilzt er sicherlich zumindest Lithium ... ABER er sollte dies in etwa einer halben Milliarde Jahren aufbrauchen, also wenn wir die Uhr eine Milliarde Jahre oder so vorstellen, wird das der Fall sein Temperatur des Braunen Zwergs immer noch ein wichtiger Faktor? Erzeugt es eine überlappende bewohnbare Zone, was bedeutet, dass Monde in der Nähe eine doppelte Dosis von der Sonne und dem Zwerg erhalten?

Allgemeiner gesagt, was sind die Hauptprobleme für die Bewohnbarkeit in diesem System? Die eigentliche einzige Frage, die ich den Leuten hier stelle, ist; Wie weit muss man gehen, bis einer dieser Monde bewohnbar ist?

Die Frage nach dem Strahlungsgürtel ist vielleicht die wichtigste, aber auch eine, auf die es ziemlich schwierig ist, nette einfache Antworten zu bekommen. Immerhin kann man die Gezeitenprobleme der inneren Monde austricksen und sie zu Wasserwelten machen, aber die Oberflächenbewohnbarkeit ist vielleicht fraglich...
Das sind ziemlich viele Fragen für eine einzige Frage
@Slarty - Das sind Fragen auf untergeordneter Ebene, die mir in den Sinn kommen, aber meine Hauptfrage ist, wie bewohnbar das System wäre. Da die meisten dieser Fragen mit den inneren Monden zu tun haben, habe ich den Beitrag bearbeitet, um ihn auf eine einzige Frage zu verdichten, wo sich die bewohnbare Zone der Braunen Zwerge befinden würde.
Gezeitensperre bedeutet nicht, dass es kein Magnetfeld geben muss; Ganymed hat einen (wenn auch ziemlich schwach) und dreht sich synchron.

Antworten (2)

TL;DR:

Die eigentliche einzige Frage, die ich den Leuten hier stelle, ist; Wie weit muss man gehen, bis einer dieser Monde bewohnbar ist?

Ihre Monde bei 4 und 8 Millionen km könnten in Ordnung sein. Ich bin sicher, Sie können das mit der Hand winken. Die inneren Monde sind aufgrund von Strahlung und Gezeitenstress zweifelhafter, aber Wasserwelten könnten für Wasserlebewesen bewohnbar sein.


Haben Cyan und Maroonish extreme vulkanische Aktivität wie Io?

Gezeiteneffekte sind Hella Complex. Wir können die Dinge jedoch ziemlich vereinfachen, indem wir uns einfach die Definition der Gezeitenkraft ansehen , abzüglich einiger der überflüssigen Teile: F T M D 3 , oder die Stärke der Gezeitenkraft ist proportional zur Masse der Primärwelle und umgekehrt proportional zur Kubikzahl der Trennung des Satelliten von der Primärwelle. Sie haben die Masse Ihres Primärteils um den Faktor 80 erhöht, also müssten Sie den Abstand um den Faktor 4,3 erhöhen, um die Größe der Gezeitenkraft im gleichen Stadion zu halten ... der Io-äquivalente Orbitalradius ist ~ 1,8 Millionen Kilometer, die sowohl Cyan als auch Maroonish umfassen würden.

Wie gesagt, Gezeiteneffekte sind kompliziert, also ist es keineswegs garantiert , dass es sich um Io-artige Welten handelt. Bedenken Sie auch, dass eine Wasserwelt in diesen Umlaufbahnen existieren könnte ... die Bewohnbarkeit einer solchen Welt wäre schwer festzustellen, aber wissen Sie, Sie haben dort die höchste Autorenmacht.

Sind ALLE Monde von den Gezeiten gesperrt, wenn das System 4,5 Milliarden Jahre alt ist, oder können diejenigen, die 4 Millionen und mehr als 8 Millionen Kilometer entfernt sind, dieses Schicksal vermeiden?

Time-to-Tidal-Lock ist etwas, das überhaupt nicht gut verstanden wird. Abhängig von den von Ihnen verwendeten Näherungen können Sie Sperrzeiten von weniger als einer Milliarde Jahren oder über zehn Milliarden Jahren erhalten. Ich vermute, Sie könnten den äußersten Mond ohne größere Probleme als freigeschaltet handwinken (insbesondere wenn er einen Submond hätte, aber das ist ein separates Thema). Der 4-Millionen-km-Mond scheint zwar weniger wahrscheinlich, aber ich vermute, es gibt genug Spielraum, um hier etwas mit der Hand zu bewegen.

Obwohl sie eine ausreichende Dichte haben, würde die Gezeitensperre verhindern, dass sie Magnetfelder haben, also können sie durch das Magnetfeld des Braunen Zwergs geschützt werden?

Jupiters Magnetosphäre erstreckt sich über 100 Jupiterradien ... etwas mehr als 7 Millionen Kilometer. Ihr Brauner Zwerg sollte dichter und heißer und energiereicher sein als Jupiter, und daher könnte vernünftigerweise erwartet werden, dass er eine größere Magnetosphäre hat. Selbst wenn seine Magnetosphäre einfach auf 100 ihrer eigenen Radien vergrößert würde, würde sie eure äußeren Welten umfassen.

Oder erzeugt das Magnetfeld des Braunen Zwergs tödliche Strahlungsbänder, die sie unbewohnbar machen? Würden nur die letzten paar Monde in Ordnung sein oder ist das kein so großes Problem?

Dies ist eine Biggun und sehr schwer gut zu beantworten. Wenn ich eine Vermutung wagen müsste, würde ich sagen, dass Ihre inneren Welten sehr feindliche Oberflächen haben würden , wenn sie keine Atmosphären hätten , aber Ihre äußere Welt ist wahrscheinlich in Ordnung, selbst wenn sie keine Atmosphäre hätte. Hier gibt es einen riesigen Spielraum, und ich würde gerne ein bisschen mehr Klarheit bieten, aber ich komme zu kurz.

Sie könnten a) feindliche Oberflächen, aber harmlosere Ozeane in Ihren inneren Welten haben und b) in einer entsprechend fortgeschrittenen Scifi-Umgebung riesige elektrostatische Halteseile verwenden , um alle Strahlungsgürtel zu entladen. Das wird nicht helfen, wenn Sie wollen, dass auf all Ihren Welten intelligentes Oberflächenleben entsteht, aber jeder mag eine gute superfortgeschrittene Vorläuferspezies, die nette Dinge gebaut hat und wie ein unzuverlässiger Elternteil verschwunden ist.

Wenn ein Brauner Zwerg fast kein Stern geworden ist, verschmilzt er sicherlich zumindest Lithium ... ABER er sollte dies in etwa einer halben Milliarde Jahren aufbrauchen, also wenn wir die Uhr eine Milliarde Jahre oder so vorstellen, wird das der Fall sein Temperatur des Braunen Zwergs immer noch ein wichtiger Faktor? Erzeugt es eine überlappende bewohnbare Zone, was bedeutet, dass Monde in der Nähe eine doppelte Dosis von der Sonne und dem Zwerg erhalten?

Es wird sicher warm sein ... viel wärmer als Jupiter. Möglicherweise müssen Sie das Ganze etwas weiter von der Sonne wegschieben, aber die Berechnung überlasse ich Ihnen, da die Berechnung des Beitrags der glühenden Glut Ihres Braunen Zwergs zur Erwärmung Ihrer Monde allerlei erfordert von Informationen, die Sie nicht geteilt haben.

Danke. Welche Details müssen Sie wissen, um den Erwärmungsbeitrag der Braunen Zwerge zu berechnen? Wenn es sich vor einer bestimmten Zeit gebildet hat und eine bestimmte Masse hat, hängt seine Abkühlungsrate nicht weitgehend davon ab, wie lange es seitdem her ist?
@Axion, seine Temperatur zu berechnen, scheint wahrscheinlich komplex zu sein ... angesichts seines Alters wird es wahrscheinlich 300 K < T < 1000 K sein, aber das berücksichtigt nicht die Erwärmung durch den lokalen Stern, was nicht trivial zu sein scheint , wenn man bedenkt, wie nah es ist. Danach kommt es auf atmosphärische Zusammensetzungen der Monde an. Ich vermute, Sie müssen einen Braunen Zwerg dieser Größe etwas weiter von der Primärseite entfernen, um die Oberflächentemperaturen Ihres Mondes niedrig zu halten. Meistens scheint es einfach zu viel Arbeit zu sein, es herauszufinden ;-)

Es gibt viele frühere Fragen mit Antworten zu möglichen bewohnbaren Monden von Gasriesenplaneten (oder manchmal Braunen Zwergen) in den bewohnbaren Zonen von Sternen.

Hier ist ein Link zu anscheinend 667 Beiträgen zu diesem Thema:

https://worldbuilding.stackexchange.com/search?q=Bewohnbar+Monde 1

Und ich denke, jemand, der sich für die Bewohnbarkeit von Exomonden, Monden von Planeten in anderen Sternensystemen, interessiert, sollte sich Folgendes ansehen:

"Exomoon Habitability Constrained by Illumination and Tidalheating" von Rene Heller und Roy Barnes, Astrobiology, Januar 2013.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3549631/ 2

Und jemand, der daran interessiert ist, ein fiktives Sonnensystem mit vielen bewohnbaren Welten zu erschaffen, sollte sich den PlanetPlanet-Blog ansehen, insbesondere die Beiträge im Abschnitt „Ultimatives Sonnensystem“.

https://planetplanet.net/the-ultimate-solar-system/ 3

Beachten Sie, dass die extremsten Sonnensysteme dort als konstruierte Sonnensysteme bezeichnet werden, da sie so unwahrscheinlich sind, dass sie von hochentwickelten Zivilisationen gebaut werden müssten, anstatt sich auf natürliche Weise zu bilden.