Sonne mit niedrigem Emissionsgrad?

Ich erstelle eine D&D-Kampagne, die auf einem Merkur-großen Planeten stattfindet, der einen Roten Zwerg im Proxima-Centauri-Stil umkreist. Es ist gezeitengesperrt.

Ich möchte, dass es so weit wie möglich physikalisch sinnvoll ist und nur Magie oder Handbewegungen einsetzt, wenn es absolut keine Alternative gibt.

Ich möchte auch, dass die Sonne absolut massiv am Himmel erscheint. Mindestens 10 Grad im Winkeldurchmesser, 20 wenn möglich. Dies würde dem Umlaufradius des Planeten zwischen 5 und 11 Sonnenradien entsprechen, was wahnsinnig klein ist (die Erdumlaufbahn beträgt zum Vergleich ungefähr 230 Sonnenradien).

Das Problem ist, dass es meiner Meinung nach absolut unmöglich ist, dass ein Stern eine bewohnbare Zone so nahe bei sich hat. Wenn der Stern kalt genug ist, dass flüssiges Wasser in seiner Nähe existieren kann, ist es zu kalt, um im sichtbaren Bereich zu strahlen. Dies kann mit einer hohen Albedo verfälscht werden, aber der Kompromiss besteht darin, dass Sie die Sonne nicht sehen können, wenn die Albedo hoch genug ist, um sich in ihrer bewohnbaren Zone zu befinden.

Die Sache ist die, dass wir Sterne immer als schwarze Körper modellieren, aber wie würde es aussehen, wenn ein Stern einen sehr niedrigen Emissionsgrad hätte? Auf diese Weise könnte es heiß genug sein, um im sichtbaren Bereich zu strahlen, aber seine bewohnbare Zone könnte extrem nah sein. Gäbe es dafür einen denkbaren Grund/Mechanismus und wäre es physikalisch möglich?

(Die andere Sorge, die ich hier beschönigt habe, ist die Roche-Grenze, aber ich bin froh, sagen zu können, dass ich die Mathematik gemacht habe und es kein Problem ist. Für einen Stern mit der Masse und dem Radius von Proxima Centauri und einem sehr dichten Planeten es umkreist -- ausreichend dicht, um sehr klein zu sein, aber eine erdähnliche Oberflächengravitation zu haben -- die Roche-Grenze beträgt nur 4 Sonnenradien)

EDIT: Oh Junge, mir ist gerade ein großes Problem aufgefallen, an das ich nicht gedacht hatte, und das ist, dass bei diesen Entfernungen an der Oberfläche des Planeten die Gravitationskraft zum Planeten WENIGER wäre als die Gravitationskraft zur Sonne. Ich muss hier ein wenig auf die Suche gehen.

EDIT 2: Wow, danke für all das Feedback! Dies hat sich in die Tabellenkalkulationsphase ausgebreitet, wo ich alles Mögliche für Rote Zwerge, Braune Zwerge, Rote Riesen, sogar Weiße Zwerge und Neutronensterne (beide komplette Nichtstarter) berechne.

Ein weiteres Problem, das ich bis heute nicht berücksichtigt hatte, war die tatsächliche Leuchtdichte, dh wie sichtbar hell die Sonne erscheinen würde, im Gegensatz zu der Gesamtenergie, mit der die Sonne den Planeten aufheizen würde. Wenn ich all diese Faktoren zusammenfasse - Gravitation, Wärme und Leuchtdichte -, ist es ziemlich schwierig, eine Lösung für all diese Faktoren zu finden, wenn ich möchte, dass der Planet 5 Sonnenradien von der Sonne entfernt ist.

Wenn Sie nahe genug an einem Roten Zwerg kreisen, würden Sie mit 2,5 Gs in Richtung Sonne gezogen. Es wäre ungefähr so ​​hell wie die Sonne, aber es würde insgesamt 340-mal so viel Energie empfangen.

Bei einem Braunen Zwerg wären es nur 0,4 Gs, die dich in Richtung Sonne ziehen, womit du fertig werden könntest und sogar doppelt so hoch springen könntest wie hier, aber es wäre eine signifikante Spielmechanik, die ich nicht will. Außerdem ist es nur 5% so hell wie die Sonne, aber es wäre immer noch 75-mal so heiß.

Ein roter Riese wie Aldebaran wäre in Bezug auf die Schwerkraft VIEL besser - er hat dort fast keine Wirkung. Und es ist auch sichtbar so hell wie die Sonne. Aber es ist immer noch 350-mal so heiß.

Es gibt also keinen wirklich existierenden Stern, bei dem dies Sinn machen würde. Ich werde mir etwas Zeit nehmen, um mit Zahlen zu spielen, um zu sehen, ob ich eine Temperatur, Masse und einen Radius finden kann, mit denen ich tun kann, was ich will, und entscheide, ob das Sinn macht. Andernfalls werde ich es wahrscheinlich nur mit einer Atmosphäre verfälschen, die in allen Frequenzen mit Ausnahme des Sichtbaren SEHR reflektierend ist. Oder einfach nur zaubern, das ist immer cool.

BEARBEITEN 3: Als Antwort auf den Kommentar von @pluckedkiwi verwende ich ein bestimmtes Beispiel, in dem mein Planet einen Roten Zwerg umkreist. Der Planet hat einen Radius von 2500 km und eine Masse m von etwa 10^24 kg. Der Rote Zwerg hat eine Masse M von 10^30 kg, und der Planet befindet sich auf einer Kreisbahn mit einer großen Halbachse a von 700.000 km.

Meine Vermutung: Die Orbitalmechanik spielt in der Nähe der Planetenoberfläche keine große Rolle, da Sie mit einem rotierenden Koordinatensystem mit einem gewissen Fehler vorhersagen können, was passieren wird. Auf der Oberfläche dieses Planeten scheinen Sie sich in einem kartesischen Koordinatensystem mit der Sonne direkt über Ihnen zu befinden. Setzen Sie die obigen Zahlen in die Newtonschen Gesetze ein, beträgt Ihre Beschleunigung in Richtung der Planetenoberfläche 10,67 m/s/s. Ihre Aufwärtsbeschleunigung in Richtung Sonne beträgt 136/m/s/s. Sie fallen also mit einer Geschwindigkeit von 126 m/s/s nach oben.

Sobald Sie mehr als ein paar hundert Kilometer hochgekommen sind, ist dieser sehr kleine und dichte Planet weit genug entfernt, dass dieses Koordinatensystem nicht mehr gut hält, und Sie modellieren Ihre Bewegung als Kepler-Umlaufbahn um die Sonne. Aus dieser Perspektive befinden Sie sich in einer ähnlichen, aber gestörten Umlaufbahn wie die des Planeten. Sie haben im Grunde immer noch die gleiche Tangentialgeschwindigkeit / den gleichen Winkelimpuls wie zuvor, sodass Sie nicht in die Sonne fallen, aber die Oberfläche des Planeten wird Sie nicht ausreichend nach unten ziehen, um Sie darauf zu halten. Die wahre Sichtweise ist also, dass Sie und der Planet sich in Ihren eigenen Umlaufbahnen um die Sonne befinden. Sie fallen beide mit der gleichen Geschwindigkeit hinein, aber Sie werden überhaupt keine große Anziehungskraft auf den Planeten spüren. Ich finde?

Dies steht im Gegensatz zu dem, wo wir jetzt sind, bei 1 AE von der Sonne. Viel größer ist der Unterschied hier, wo uns die Sonne mit einer Beschleunigung von etwa 6 Millimetern pro Quadratsekunde anzieht. Wenn wir nur zwei Sonnenradien davon entfernt wären, wie in dem Szenario, das ich hier beschreibe, wäre diese Beschleunigung näher an 70 m/s/s. Unsere Intuition bricht zusammen, weil wir der Sonne so viel näher sind. Es sieht einfach so aus, als ob es nicht wirklich möglich ist, einer Sonne relativ zu ihrem Radius so nahe zu sein, ohne dass Ihre Mechanik auf der Oberfläche des Planeten vollständig zusammenbricht, es sei denn, die Sonne ist sehr, sehr nicht dicht, wie in diesem Fall eines roten Riesen.

Natürlich gibt es viel Spekulation darüber und es ist durchaus möglich, dass ich es nicht gründlich genug durchdacht habe.

Willkommen bei Worldbuilding, FrankHarris, zwei Vorschläge. Vielleicht erwägen Sie, den Stern durch einen Braunen Zwerg zu ersetzen. Dadurch wird die Masse Ihres Primärsterns verringert. Eine andere Lösung für das Gravitationsproblem ist die Rotation des Planeten. Jeder muss in Bewegung bleiben, um nicht nach oben zu fallen. Sie bleiben im Dunkeln und es fügt einen zusätzlichen Gefahrenschauer hinzu. Motorflug wäre tagsüber einfacher, aber Flugzeuge müssen hart arbeiten, um nicht zu hoch zu fliegen. Schön zu sehen, dass Sie einige der Probleme mit Ihrer Welt bereits gelöst haben. Spaß haben!
Haben Sie statt eines Roten Zwergs einen Roten Riesen in Erwägung gezogen? Sie müssten die Zahlen knacken, um sicher zu sein, aber sie sind ziemlich groß, so dass sie wahrscheinlich einen Großteil des Himmels einnehmen, wenn sie von der bewohnbaren Zone aus betrachtet werden.
Orbitalmechanik ist sicherlich nicht mein Fachgebiet, aber ich würde mir keine Gedanken über die Schwerkraft des Sterns auf eine Person machen. Vermutlich befindet sich der Planet in einer Umlaufbahn um den Stern, ebenso wie die Menschen darauf. Ich habe Schwierigkeiten, mir einen Sprung vorzustellen, der ausreicht, um ihre eigene Umlaufbahn um den Stern zu ändern, sodass die Anziehungskraft des Planeten durch diesen einzelnen Impuls überwunden wird. Da die Umlaufbahn bereits "in den Stern fällt", sollten sie sich keine Sorgen machen, zu hoch zu springen, es sei denn, Sie schlagen eine Art feste Kosmologie vor, in der der Stern und der Planet magisch fixiert sind.
@ArkensteinXII Ich bin im Grunde diesen Weg gegangen. So wie ich darüber nachgedacht habe, ist der von der Sonne eingenommene Teil des Himmels ein Faktor Ihrer Entfernung von ihr, in Einheiten von Sonnenradien. Wenn Sie beispielsweise 2 Sonnenradien von der Sonne entfernt sind, hat sie einen Winkeldurchmesser von etwa 20 Grad, groß genug, dass Sie sie nicht mit beiden Händen auf Armlänge abdecken können.

Antworten (4)

Verwenden Sie statt eines Roten Zwergs einen Braunen Zwerg.

Braune Zwerge können fast die Größe eines Roten Zwergs haben, aber da sie keine Wasserstofffusion mehr durchführen und nur langsam abkühlen, können Sie sie beliebig weniger heiß und mit einem niedrigeren Emissionsgrad machen. Wirklich alte leuchten möglicherweise überhaupt nicht viel.

Ihre Welt wäre so etwas wie ein Jupitermond, wenn Jupiter leuchten würde.

Braune Zwerge haben nicht genug Masse, um jemals eine dauerhafte Wasserstoff-Helium-Fusion zu haben, aber es wird angenommen, dass die leichteren (13+ Jupitermassen) Deuterium fusionieren, und die schwereren (65+ Jupitermassen) ebenfalls Sicherung Lithium). Nicht, dass dies die Gültigkeit Ihrer Antwort ändert. :-)
Laut Wikipedia könnte es ein Problem mit der Bewohnbarkeit geben: „Die Bewohnbarkeit für hypothetische Planeten, die Braune Zwerge umkreisen, wurde untersucht. Computermodelle, die die Bedingungen für bewohnbare Planeten auf diesen Körpern vorschlagen, sind sehr streng, da die bewohnbare Zone eng ist und mit der Zeit abnimmt zur Abkühlung des Braunen Zwergs. Die Umlaufbahnen dort müssten eine extrem geringe Exzentrizität (in der Größenordnung von 10^−6) haben, um starke Gezeitenkräfte zu vermeiden, die einen Treibhauseffekt auf den Planeten auslösen und sie unbewohnbar machen würden.“
@KlausÆ.Mogensen – hast du eine Ahnung, wie orbitale Eigenschaften einen Treibhauseffekt hervorrufen könnten? Ich bin ratlos.
Eine so enge elliptische Umlaufbahn wird den Planeten aufgrund der Gezeitenkräfte erwärmen. Der Planet wird sich bei jeder Umlaufbahn (die nur wenige Stunden dauern kann) ein wenig dehnen und zusammenziehen, und dies führt zu einer Erwärmung. Ich nehme an, dass dies zu einem Treibhauseffekt führen könnte.
Braune Zwerge haben definitiv ihren Reiz. Das Problem ist, dass sie einfach zu dunkel für ihre Hitze sind. Wenn ich einen Braunen Zwerg mit einem Emissionsgrad von 0,2 und einer Temperatur von 2600 K in 5 Sonnenradien vom Stern machen würde, würden Sie fünfzehnmal so viel Energie erhalten wie die Sonne liefert, aber nur 1% des sichtbaren Lichts (Candela pro Quadratmeter). Draußen zu sein, wäre so, als würde man in einem dunklen Raum vor einem hell erleuchteten Monitor sitzen.
Braune Zwerge sind ziemlich kühl, daher liegt ihre Emissionsspitze im Infrarotbereich. Um eine signifikante Menge an sichtbarem Licht aus ihnen herauszuholen, müssten Sie die Leuchtkraft erheblich erhöhen - und das bedeutet sowohl 1) den Radius zu vergrößern, was irgendwie unphysikalisch ist, als auch 2) einen Weg zu finden, wie Braune Zwerge überhaupt entstehen können so viel Kraft.
@ HDE226868 - für diese Anwendung scheinen dies gute Eigenschaften zu sein. OP will den Planeten ganz nah am Stern haben. Ich stellte es mir warm und dunkel vor – der Braune Zwerg strahlte ziemlich viel Wärme aus, aber etwa so viel Licht wie ein Vollmond.

Wenn ich das richtig sehe, wollen Sie den Effekt eines großen Körpers, der über der sichtbaren Seite aufragt, und ewiges Tageslicht.

Sie könnten Ihre Welt zum Mond eines großen Gasriesen machen, der durch die Gezeiten in L1-Position zwischen dem Planeten und seinem Stern eingeschlossen ist. Die „Sonne“ am Himmel wäre dann eigentlich der Gasriese.

Bei einer ausreichend hohen Albedo für letzteres und etwas Magie, um L1 für geologische Perioden zu stabilisieren, könnte dies machbar sein und auch Ihr Gravitationsproblem lösen.

Die L1-Position würde den "Mond"-Planeten zu weit vom Gasriesen entfernt platzieren, um die gewünschte sichtbare Größe der "Sonne" zu erreichen. Der L1-Punkt zwischen Erde und Sonne ist etwa 1 Million Meilen von der Erde entfernt. Die Erde wäre von diesem Punkt aus gesehen kaum größer als der Mond am Himmel. Da Ihr Gasriese größer ist als die Erde, wäre der L1-Punkt weiter davon entfernt (es sei denn, die Sonne ist viel größer als unsere oder viel näher am Planeten; beides hat Probleme).

Wenn es darauf ankommt, dass ständig ein großer Körper am Himmel auftaucht, möchten Sie vielleicht einen Mond verwenden, der einen Gasriesen umkreist, wie LSemi vorschlägt, aber nicht im L1-Punkt zwischen der Sonne und dem Gasriesen, da dies der Fall wäre Stellen Sie den Mondplaneten zu weit vom Gasriesen entfernt, um die gewünschte visuelle Größe zu erreichen.

Bringen Sie Ihren Mondplaneten in eine ziemlich nahe Umlaufbahn um einen Gasriesen etwas außerhalb der bewohnbaren Zone der Sonne, gezeitenfest, so dass eine Seite immer dem Gasriesen zugewandt ist. Ihr Mondplanet erhält zusätzliche Wärme durch die Strahlung des Gasriesen sowie durch reflektiertes Sonnenlicht, wenn es auf dem Gasriesen Tag ist, sodass es möglich ist, den Gasriesen etwas außerhalb der bewohnbaren Zone zu platzieren.

Die Sonne wird tagsüber sichtbar sein, aber der Gasriese wird sie am Mittag verdunkeln. Dies ist die einzige Zeit, in der Sie Sterne sehen können, da auf dem Gasriesen Nacht ist, wenn auf dem Mondplaneten Tag ist, und umgekehrt. Tatsächlich wird der Terminator (Tag-Nacht-Grenze) auf dem Gasriesen als riesige Uhr für die Menschen auf dem Mondplaneten funktionieren.

Die vom Gasriesen abgewandte Seite des Mondplaneten wird kälter sein, da sie nicht vom reflektierten Licht und der Strahlung des Gasriesen profitiert. Sie möchten jedoch eine ziemlich dicke Atmosphäre, um sie vor Strahlung abzuschirmen (was auch dazu beiträgt, den Mondplaneten warm zu halten), wodurch die Planetenwärme besser verteilt wird als auf der Erde. Eine dickere Atmosphäre wird Luftschiffe und fliegende Kreaturen/Fahrzeuge effizienter machen als auf der Erde, zB riesige Drachen realistischer machen.

Für einen dramatischen Effekt geben Sie Ihrem Gasriesen einen Ring wie Saturn, vielleicht schräg, um ihn besser sichtbar zu machen.

Das ist nicht genau das, wonach Sie fragen, aber es könnte Ihren Zweck erfüllen, während Sie einige coole Details hinzufügen, wie eine kurze, tiefe Nacht mitten in jedem Tag und einen Ring um den riesigen Gasriesen am Himmel - was auch möglich wäre haben kühle Wettermuster wie Jupiter, die nachts deutlich sichtbar sind, wenn die Oberfläche des Gasriesen beleuchtet ist.

Danke Klaus. Das Problem ist, dass es ziemlich wichtig ist, dass es an die Sonne gebunden ist und nicht an einen Planeten; das ist wirklich wichtiger als die Größe der Sonne. Beide Hemisphären des Planeten sollen aufgrund extremer Temperaturen unwirtlich sein. Wirklich guter Gedanke!

Schon mal über künstliche Sterne nachgedacht?

Es gibt mehrere Möglichkeiten, einen künstlichen Stern zu erstellen, dessen Parameter Sie mit großer Präzision optimieren können. Der YouTube-Kanal SFIA hat vor einiger Zeit ein Video über Making Suns gedreht. Während diese Lösungen einige wirklich extreme Ingenieurskunst erfordern, lösen sie Probleme mit Gravitation, Thermik und Gezeiten. Von gesund bis verrückt sind meine Vorschläge Fusionsplanet, Penrose, Sterntaschenlampe, Penrose-Stern und ein Kugelblitz. Werfen wir einen Blick auf jeden von ihnen

  • Fusionsplanet Bauen Sie einen Planeten aus Deuterium und Helium-3 unter 13 Jupitermassen (um zu verhindern, dass Deuterium mit sich selbst fusioniert). Verwenden Sie Orbitalringe , um eine Mega-Erde um sie herum zu bauen, platzieren Sie Fusionsreaktoren auf der Innenseite der Hülle und was immer Sie für Beleuchtungszwecke für praktisch halten, auf der Oberfläche. Diese Oberfläche kann viel größer sein als der Planet (Brennstoffquelle) selbst.

  • fusion flashlight Im Grunde eine Fusionsanlage, aber wir beleuchten nur den Planeten. Da wir uns für eine viel ausgefeiltere Illusion entscheiden, können wir die rohe Gewalt reduzieren. Vielleicht würde ein etwas größerer „Planet“ ausreichen, den Ihr Planet wie ein Doppelplanet umkreist.

  • Penrose-Stern Dieser ähnelt den ersten beiden in Bezug auf die äußere Struktur, aber statt einer Fusion leiten wir Wasserstoff in ein Schwarzes Loch und erzeugen Energie über den Penrose-Prozess . Dieses Video handelt von der Besiedlung von Schwarzen Löchern und könnte von Interesse sein.

  • Kugelblitz Der Kugelblitz ist eine weitere Möglichkeit, ein Schwarzes Loch zu nutzen, um Energie zu gewinnen. Es ist ein sehr kleines Schwarzes Loch, das innerhalb weniger Milliarden Jahre verdampft. Es gibt Hawking-Strahlung ab , die Sie absorbieren und verwenden können, um das Licht zu erzeugen, das Sie benötigen.

Denken Sie außerdem daran, dass Sie nicht wirklich einen gezeitengesperrten Planeten benötigen, ein Planet, dessen Rotation auf andere Weise an seine Umlaufzeit angepasst wurde, wird Ihnen die gleichen Ergebnisse liefern.

An künstliche Sterne hatte ich nicht gedacht! Der extreme technische Teil davon könnte tatsächlich in Ordnung sein, weil es magisch ist. Ich spielte mit der Idee, dass der Planet von einer zuvor normalen Umlaufbahn mit Tagen und Jahreszeiten in seinen aktuellen Zustand gezaubert worden wäre. Aber auch das Erstellen eines von Grund auf neu hat einige interessante Anwendungen. Ich werde dieses Konzept auf jeden Fall in Betracht ziehen. Danke!