Könnte ein Sonnensystem mit großen Mengen Staub und Schutt existieren?

Ich arbeite an einer Sci-Fi/Fantasy-Welt, die in einem Sonnensystem mit einigen gewöhnlichen, derzeit kolonisierten Planeten spielt. Die meisten Aktionen werden auf der Oberfläche eines von ihnen stattfinden, aber ich möchte, dass Hintergrunddetails zur Umgebung hinzugefügt werden und mir Informationen für zukünftige Entwicklungen geben.

Ich habe mich gefragt, ob ein Sonnensystem mit riesigen Mengen natürlicher Trümmer und Staub wie Asteroidengürtel und dergleichen existieren könnte, die die Raumfahrt so beeinträchtigen, dass Schiffe nicht zu schnell beschleunigen konnten, aus Angst, die Manövrierfähigkeit zu verlieren und etwas zu treffen . Ich rede dicht. Dies würde den Weltraumschlachten auch ein Element der Unsicherheit und Überraschung hinzufügen, da Sie Ihren Gegner normalerweise mit Sensoren aus der Ferne sehen könnten, aber in Staub und Trümmern wäre Tarnung viel praktikabler.

Auf einer anderen Anmerkung möchte ich eine Star Trek- oder Mass Effect-Art von Schiffshandhabung, und für mich wird diese Art von Geschwindigkeitsbegrenzung dabei helfen. Alle Vorschläge in dieser Richtung würden auch sehr geschätzt!

EDIT: Wow, habe nicht mit so vielen hilfreichen Antworten gerechnet, besonders auf meinen allerersten Beitrag! Ihr macht mein Leben viel einfacher. Ich neige gerade zu einer Trümmerscheibe / einem Trümmerfeld, da dies perfekt für das scheint, was ich im Sinn hatte.

Für zusätzliche Informationen, der Grund, warum es Menschen in diesem Sonnensystem gibt, ist, dass dort das Leben erschien, und da sie keine FTL-Technologie entwickelt haben, stecken sie im Grunde dort fest. Ich denke, ich werde das System und den Stern Apex nennen. Die „Heimatwelt“ kolonisiert ein paar andere Planeten im System, und nach einem Bürgerkrieg zwischen den Kolonien wird einer von ihnen orbital bombardiert, wodurch die wenigen Überlebenden hunderte Millionen Kilometer von zu Hause entfernt in ein postapokalyptisches Chaos stürzen.

Vielleicht möchten Sie einen Gastorus anstelle von Staub und Steinen in Betracht ziehen - sehen Sie sich Larry Nivens Integral Trees als Beispiel an.
Das haben wir jetzt. Ist das nicht genau der Mist, warum die Star Trek Enterprise eine Deflektorschüssel hat? Es ist ein Schneepflug für den Weltraum.
Zwei Sternensysteme mit großen Oortschen Wolken könnten in der (relativ) jüngeren Vergangenheit nahe vorbeigezogen sein. Wenn genügend Wolkenobjekte gestört werden, könnte es in näherer Umgebung chaotisch sein, vielleicht für Millionen von Jahren.
Ich glaube du verwechselst Beschleunigung und Geschwindigkeit. Oder bedeutete «zu schnell beschleunigen» eher auf eine zu hohe Geschwindigkeit beschleunigen als wie schnell Sie Ihre Geschwindigkeit bis zum Endwert ändern?
Sie könnten eine protoplanetare Scheibe haben, aber wenn sie protoplanetarisch ist, bezweifle ich, dass es bewohnbare Planeten geben würde. Außerdem können Raumfahrzeuge aus der Ebene der Scheibe herausfliegen, um sie zu umgehen. Und wenn das System voller Trümmer ist, könnte der Planet monatlich Asteroiden erhalten, was es sehr unwirtschaftlich macht, dort zu leben.

Antworten (9)

Was Sie beschrieben haben, sieht aus wie ein sehr junges Sonnensystem, in dem die Planetenbildung noch im Gange ist.

Ihr Staub und Asteroiden ist einfach eine protoplanetare Scheibe . Planeten sind eher klein und säubern immer noch ihre Nachbarschaft. Wahrscheinlich kein einheimisches Leben dort, aber einfacher abzubauen. Das könnte ein Grund sein, überhaupt dorthin zu gehen.

Ich kann keine Quelle finden, aber ich erinnere mich, irgendwo gelesen zu haben, dass die Dicke etwa 19% des Durchmessers betragen kann. Das ist ziemlich viel - und interessante Sachen sind drin. Außerdem scheinst du Wert auf Heimlichkeit zu legen. Das Risiko, angegriffen zu werden, kann das Risiko überwiegen, sich in einer getarnten Umgebung zu bewegen. Oder nicht, aber Sie müssen trotzdem ein- und aussteigen.

Eine künstlerische Wiedergabe einer protoplanetaren Scheibe aus dem Wikipedia-Artikel

Das Aufrufen einer protoplanetaren Scheibe ist ein Henne-Ei-Problem. Während die Scheibe vorhanden war, hätten sich die Planeten noch nicht gebildet (oder, wenn sie neu entstanden wären, hätten sie wahrscheinlich globale Magmaozeane).

Geben Sie ihm eine protoplanetare Scheibe :


Bild im öffentlichen Bereich.

Protoplanetare Scheiben sind zirkumstellare Scheiben, die sich früh im Leben eines Planetensystems aus dem ursprünglichen protoplanetaren Nebel um den Stern bilden. Sie können über 10-20 Millionen Jahre überleben (siehe Mamajek et al. (2009) ), was bedeutet, dass sich wahrscheinlich kein Leben entwickeln könnte, aber Sie könnten eine Menge Protoplaneten und verwandte Körper haben, während Sie immer noch viel Staub zurückbehalten.

Ich würde eine Trümmerscheibe empfehlen , aber sie sind nicht unbedingt so dicht. Außerdem haben sie nicht unbedingt Körper, die so groß wie Protoplaneten sind - obwohl selbst Körper in Asteroidengröße für Raumfahrer gefährlich sein können.

Wie werden die Dichten tatsächlich sein? Sie können im Laufe der Zeit sehr stark variieren. Hier ist ein Diagramm der Oberflächendichte Σ gegen Radius R von Dullemond et al. :

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Anfangs gibt es maximale Oberflächendichten in der Größenordnung von 10.000 Gramm pro Quadratzentimeter; nach 3 Millionen Jahren ist dieser Spitzenwert auf 100 Gramm pro Quadratzentimeter gesunken. Wir können Gleichung 5 von hier aus verwenden , um die räumliche Dichte zu finden:

ρ ( R , Z ) = Σ ( R ) 2 π H exp ( Z 2 2 H 2 )
Auf einer Höhe von Z = 0 , und unter der Annahme einer Skalenhöhe, die mit der von Chiang & Goldreich (1997) übereinstimmt , dann bei einem Abstand von etwa 1 AE, H 0,045 und zu einem Zeitpunkt von etwa einer halben Million Jahren beträgt die Dichte . . . ziemlich beachtlich.


Sean Raymonds Vorschlag einer Trümmerscheibe könnte aus einigen Gründen besser sein als meine Antwort:

  • Trümmerscheiben sind nicht so kurzlebig.
  • Sie können große Gesteinsplaneten enthalten; Die von mir vorgeschlagene Trümmerscheibe enthält nur kleine Planetesimale

Das sollten Sie unbedingt bedenken.

Wenn es eine Scheibe gibt, was ist der Grund, nicht einfach darüber oder darunter zu fliegen und die meisten Gefahren zu vermeiden?
@OrangeDog Aus dem gleichen Grund fliegen alle unsere Sonden (zumindest anfangs) in der Orbitalebene - es braucht eine verdammt große Menge an Energie, um die Sonne zu umkreisen, und wenn Sie von einem Planeten aus starten, erhalten Sie das meiste davon kostenlos - wenn Sie in der gleichen Ebene bleiben.
@OrangeDog Protoplanetare Scheiben sind nicht dünn. Sogar bei Z = H , wird die Dichte immer noch etwa das 0,60-fache der Dichte bei betragen Z = 0 im gleichen Radius - und wenn H .045 , dann sind das immer noch über 4 Millionen Meilen – etwa die 17,5-fache Entfernung von der Erde zum Mond. Versuchen Sie also zu entkommen und darüber / darunter zu fliegen, sobald Sie dort sind Z = 0 (wo die meisten Protoplaneten sein werden) wird viel Zeit und Mühe kosten. Es ist nicht so einfach.
Es stimmt, dass protoplanetare Scheiben nicht so dünn sind, mit typischen Seitenverhältnissen von etwa 5 %. Große Planeten neigen jedoch dazu, in die sehr dünne Mittelebene abzusinken, wo die meiste Bewegung stattfindet. Abgesehen davon ist dies, wie ich in einem Kommentar oben erwähnt habe, ein Henne-Ei-Problem. Während die protoplanetare Scheibe vorhanden ist, existieren noch keine Gesteinsplaneten; sie bilden sich noch. Und selbst wenn sie vollständig ausgebildet sind, können sie noch nicht bewohnbar sein, da ihre Oberflächen wahrscheinlich geschmolzen sind. Was Sie brauchen, ist eine Trümmerscheibe, vorzugsweise während einer Instabilität (siehe Antwort unten).
@SeanRaymond Fairer Punkt. Ich habe 3 Millionen Jahre als anständigen Zwischenpunkt gewählt, weil es in den sehr frühen Stadien der Planetesimalbildung landen würde; Ich war bereit, keine richtigen Planeten zu haben, um einige kleine felsige Körper zu gewinnen, während große Mengen Staub zurückgehalten wurden. Ich habe auch die Zusammensetzung reifer Trümmerscheiben missverstanden; Ich dachte, der Staubanteil wäre viel kleiner. Dann finde ich deinen Vorschlag besser.

Es ist nicht plausibel, eine protoplanetare Scheibe hervorzurufen: Sie sind zu kurzlebig. In diesen Scheiben schwimmt eine Menge Staub herum, weil sich dort Planeten bilden. Wenn Ihre Planeten bereits gebildet sind (mit nicht geschmolzenen Oberflächen), ist die Scheibe weg.

Was Sie brauchen, ist eine "Schmutzscheibe". In der Astronomensprache sind Trümmerscheiben Gürtel oder Scheiben aus felsigen/eisigen Überresten der Planetenentstehung, die genug Staub produzieren, dass man sie direkt sehen kann. Hier sind ein paar berühmte Beispiele (beachten Sie, dass Trümmer normalerweise eher aus Spektren abgeleitet als direkt gesehen werden; dies sind erstklassige Beispiele):

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die meisten Trümmerscheiben sind relativ kalt und bestehen aus Körpern auf sehr kalten (denken Sie an Neptun) Umlaufbahnen. Aber einige wenige haben wärmere Gürtel, die näher an den Orten liegen, an denen terrestrische Planeten leben. Der Trick ist folgender: Sehr dichte Gürtel halten nicht lange.

Der beste Weg, den ich mir vorstellen kann, um ein superdichtes Trümmerfeld zu haben, besteht darin, Ihre Geschichte während eines späten Ereignisses vom Typ schweres Bombardement spielen zu lassen. Wie das Bombardement des Sonnensystems ( https://en.wikipedia.org/wiki/Late_Heavy_Bombardment ), aber viel schwerer. Aus astrodynamischer Sicht ist dies durchaus plausibel.

+1; Ich mag das. Ich habe ein wenig gelesen, und ich habe unterschiedliche Statistiken für die Lebensdauer von Trümmerscheiben gesehen (viele um Größenordnungen größer als die Lebensdauer von protoplanetaren Scheiben). Aus Neugier, wie lange würde eine typische Trümmerscheibe hier leben?
Trümmerscheiben – also Kometengürtel, die langsam zu Staub zermahlen – können Milliarden von Jahren überdauern. Die Instabilitätsphase, während der eine Instabilität in den Umlaufbahnen von Planeten eine massive Trümmerflut im gesamten Planetensystem verursacht, ist jedoch viel kürzer, typischerweise 0,1 bis 10 Millionen Jahre lang. Das späte schwere Bombardement des Sonnensystems war ziemlich schwach im Vergleich zu dem, was wahrscheinlich in vielen extrasolaren Planetensystemen passiert ist.

Dieses Sonnensystem ist nur ein Schlackenhaufen aus dem Tagebau einer Typ-2-Zivilisation. Wir dachten, es sei natürlich, als wir ankamen. Eine Art junges Sonnensystem oder eine spät blühende protoplanetare Scheibe; aber seine Sonne erwies sich als zu alt dafür. Außerdem fehlten die meisten der erwarteten schwereren Metalle.

Es war eine Zeit lang ein echtes Mysterium.

Dann fanden wir das erste der Artefakte. Vor nicht mehr als tausend Erdenjahren reduzierten einige sehr fortgeschrittene Bergleute den größten Teil des Systems zu Staub und Gesteinsfragmenten. Sie ließen ein paar Planeten intakt. Vermutlich nutzten sie sie als Bergbaulager.

Sie nahmen sogar den größten Teil der Masse des Primärsterns auf. Früher war es kein Zwerg. Sie ließen gerade genug Masse zurück, um zu verhindern, dass all dieser Müll wegschwebte und im offenen Raum Chaos anrichtete.

Dieser Ort wäre ein Ödland, wenn diese alten Tagebauarbeiter nicht einige ihrer Werkzeuge zurückgelassen hätten; meist gebrochene Bits und Warnteile. Für sie wahrscheinlich Schrott, aber für uns kostbare Artefakte und technologische Wunder. Das ganze Sonnensystem ist zu einer technologischen Boomstadt geworden.

Es ist das Zentrum des Goldrausches des 24. Jahrhunderts!

Ein solches System würde gar nicht erst kolonisiert werden.

In einer protoplanetaren Scheibe schwimmt eine Menge Trümmer herum, genau das, wonach Sie gefragt haben. Aber diese große Menge an Trümmern, die Planetenumlaufbahnen durchqueren, bedeutet auch viele Einschlagsereignisse. Diese neigen dazu, den Immobilienwerten schlechte Dinge anzutun. Wirklich schlimme Dinge.

Die meisten vernünftigen Kolonisten würden dies vermeiden, da es viel zu wahrscheinlich ist, dass ein Stein aus dem Orbit auf Sie fällt. Es sei denn, es gibt einen Grund, warum du nicht einfach zum Star nebenan gehen kannst.

In der Tat. Es wäre nahezu unmöglich, einen der Planeten überhaupt zu erreichen , aus Angst, mit etwas zusammenzustoßen, geschweige denn zu versuchen, einige Planeten zu kolonisieren!
@YoustayIgo nein, du aktivierst einfach deinen Pegasus-Umhang und fliegst direkt hindurch!

Sie könnten Ihr Sonnensystem mit einer Kombination aus häufigen Gaswolken und häufigen Asteroidengürteln füllen. Dies könnte möglicherweise Langsamkeit erzwingen und Tarnung ermöglichen, während gleichzeitig ein bewohnbares Sonnensystem ermöglicht wird.

Das alles hat der OP bereits in der Frage gesagt. (S)er möchte wissen, ob/wie ein solches System tatsächlich existieren könnte.
Hallo, Gen_Luke, willkommen bei Worldbuilding SE. Ihre Antwort kann verbessert werden, indem Sie erklären, wie das dichte Gas, der Staub und die Asteroiden Teil des Sonnensystems sind. Hier bevorzugen wir Fakten, Diskussionen, Details & Gründe, warum etwas so ist. Es braucht Zeit, um die Regeln hier zu lernen. Bleiben Sie einfach dran und holen Sie sie ab.

Es gibt ein Beispiel dafür, einen späteren Bühnenstar mit einer Menge Trümmer. Der Verdacht ist, dass zwei Planeten darin kollidierten.

http://articles.latimes.com/2014/mar/08/science/la-sci-sn-beta-pictoris-star-planet-gas-collision-comets-carbon-monoxide-20140307

Selbst wenn wir ziemlich weit weg sind, wenn Merkur die Venus treffen würde, würden wir eine Menge Müll herumtreiben. Nicht sicher, wie lange wir leben würden.

Sie können eine uralte Megastruktur auf diesem System platzieren, wie eine Dyson-Sphäre.

Aufgrund seiner Aufgabe brach die Struktur vor langer Zeit zusammen und hinterließ zahlreiche Überreste. Im Laufe der Zeit begannen diese Überreste mit hoher Geschwindigkeit zu kollidieren, wodurch kleinere Überreste entstanden.

Endlich erhalten Sie ein System mit viel Schmutz in verschiedenen Größen, vom Staub bis zum landesweiten Teil.

Jede fortgeschrittene Zivilisation kann leicht und logisch eine solche Struktur schaffen.

Ich werde hier mehr oder weniger allen widersprechen.

Ich glaube nicht, dass die Option der protoplanetaren Scheibe funktionieren würde. Wenn es protoplanetarisch ist, sind die Planeten noch nicht gebildet oder befinden sich noch im Stadium großer hässlicher Magmakugeln, die kein Leben beherbergen können. Wenn ein Planet allmählich abkühlt und sich selbst terraformt, um Leben zu beherbergen, wären mehrere Milliarden Jahre vergangen und die Trümmer wären von den Planeten beseitigt worden.

Sie könnten einen anderen Planeten im System haben, der kürzlich (dh einige Millionen Jahre in der Vergangenheit) mit einem Schurkenplaneten kollidiert ist . Das ergibt ein schönes Trümmerfeld. Aber es würde bedeuten, dass der Planet häufig und schwer mit Asteroiden bombardiert würde. Es wäre nicht lebenstauglich.

Wenn Sie irgendwie in der Lage wären, ein Trümmerfeld und einen dünnen, von Trümmern freien Streifen für den Planeten zu haben, würden die Trümmer die Raumfahrzeuge nicht beeinträchtigen. Weil sie nicht in der planetaren Ebene fliegen müssen, können sie aus ihr herausfliegen und aus dem System herauskommen.

Weeeeee!

Die Alternative für Sie ist also, Ihren Planeten in einer schuttfreien Zone zu haben, aber den Raumfahrzeugen einige Anreize zu geben, in eine gefährliche Zone voller Trümmer in einem anderen Teil des Systems zu gehen.


Sehen Sie sich diese atemberaubende Animation von Jupiter an, der die Asteroiden hütet: https://www.youtube.com/watch?v=yt1qPCiOq-8

Daraus habe ich eine Idee. Haben Sie einen Stern, der größer/heißer als die Sonne ist, wobei Ihr bewohnbarer Planet etwa 5-8 AE vom Stern entfernt ist. Habe einen Gasriesen näher am Stern. Und dann kollidieren vor ein paar 100.000 Jahren ein innerer Planet mit einem Schurkenplaneten.

Der Gasriese wird die Trümmer zusammentreiben, damit Ihr Planet nicht stark in Mitleidenschaft gezogen wird. Und oh, der Schurkenplanet hat die Planetenebene überquert , also sind die Trümmer keine Scheibe, sondern ein großer Massenball aus Staub, Sand und Steinen um den Stern herum.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Und vielleicht müssen Ihre Raumfahrzeuge in die Nähe des Sterns kommen, um sich wie Rama aufzuladen , oder es gibt ein wertvolles Mineral, das im Asteroidenfeld abgebaut werden könnte.