Планеты Проксимы

[Degen1103]

В НиЖ №1 2017 см. статью Алексея Понятова "Ближайшая".

[Митрич]

Странная статья. Без ссылок на препринт, что даже лента обычно делает. Более того были вроде аналогичные моделирования в которых были возможны варианты - в зависимости массы планеты, наличия/отсутствия магнитного поля. А тут получается, что при любом раскладе? Даже если это мининептун? Как же тогда "горячие юпитеры" существуют? Да и вообще не понятно как ренген и ультрафиолет могут "сдуть" атмосферу. Обычно это "функция" солнечного ветра. Да и то при отсутствии магнитного поля. В общем невнятная какая-то статья.

Однако у исследователей есть возможность моделировать процессы на компьютере. Чего лишены большинство участников форума. В особенности те, кто всерьез мечтает об обитаемости красных карликов.

А ещё есть реальные примеры планет (Gliese 1214 b, ещё раз, для лучшего запоминания), которые несмотря на какие угодно модели сохраняют летучие вещества в своём составе.

Причина, видимо, в узкой специализации современных учёных: вполне возможно, что создатели компьютерных моделей, как это не странно, просто-напросто не знакомы с реальными данными наблюдений.
Аналогичное впечатление складывается после знакомства с некоторыми "моделированиями" процессов у звезд KIC 8462852 или Пшибыльского, Тунгусского события и т.п.

[AndrejM]

Компьютеры ещё пока только учатся... 💻👶

[SpaceEngineer]

По этой статье (рис. 4) выходит, что если эксцентриситет обиты Проксимы b больше 0.2, то она окажется в спин-орбитальном резонансе 3:2, как Меркурий. Если e = 0.1, то с вероятностью 50%. При этом продолжительность светового дня на планете оказывается 22.372 земных суток - вдвое больше орбитального периода.

EDIT: Даже не так. Открыл оригинальную работу о приливной синхронизации. При эксцентриситете 0.35 (верхний предел на данный момент) захват скорее всего будет в резонанс 2:1, с меньшей вероятностью - 5:2. Интересно, что в первом случае продолжительность светового дня составит те же 11.186 суток, что и орбитальный период (во втором - 7.457 сут).

В симуляции (в SpaceEngine) видно, что при прохождении планетой перигелия звезда как бы замирает в небе планеты то над одним полушарием, то над другим. Может даже сделать петлю. Такой же эффект наблюдается на Меркурии. Попадание в резонанс контролируется асимметричностью распределения масс внутри планеты (на Меркурии скорее всего масконом под бассейном Калорис - именно над ним зависает Солнце в каждом втором перигелии). Приливы от звезды так раскручивают планету, чтобы в перигелии угловая скорость её вращения была как можно ближе к угловой скорости звезды относительно планеты. Это зависит от эксцентриситета орбиты, а также от степени асимметричности распределения масс в планете. Чем крупнее планета, тем эта асимметричность меньше, так что вероятность захвата суперземли в спин-орбитальный резонанс меньше. Суперземли с большей вероятностью оказываются полностью приливно-синхронизированными. С другой стороны, если условия на планете таковы, что на ночной стороне накапливается ледник, это увеличивает её асимметричность и может привести к выходу обратно на резонансный режим, пока ледник не растает. Кроме того, на больших временных отрезках планета может менять режим синхронизации, перепрыгивая с 3:2 на 2:1 и обратно, осциллируя около какого-то из резонансов. Так что и захват в режим 1:1 тоже оказывается не совсем устойчивым.

[Vavanzer]

Такой же эффект наблюдается на Меркурии. Попадание в резонанс контролируется асимметричностью распределения масс внутри планеты (на Меркурии скорее всего масконом под бассейном Калорис - именно над ним зависает Солнце в каждом втором перигелии).

 Может неоднородность масс влияет на ориентацию планеты относительно резонанса? Т е и в более однородных крупных телах тоже будет резонанс, а места повышенной плотности будут обращаться к звезде в перигелии?  Венера вообще в резонансе с Землей и во вращении и по орбите. Надо на ней поискать гравитационные аномалии и выявить их ориентацию отн. резонанса и все понятно станет.

[Dayan]

Венера вообще в резонансе с Землей и во вращении и по орбите.

И в каком же они орбитальном резонансе? По поводу вращательного резонанса Венеры – тоже вряд ли (моё сомнение по этому поводу).

[Vavanzer]

И в каком же они орбитальном резонансе? По поводу вращательного резонанса Венеры – тоже вряд ли (моё сомнение по этому поводу).

Я не об орбитальном а об спин-орбитальном.
http://mks-onlain.ru/planet/venera/
http://24space.ru/planeta-venera.html

365:243 = 1.502,   или 3:2.

Орбитальный же - самое близкое к  1.622 (365:225)  это 8:5  = 1.6      Второй вариант - 1.66, это 5:3, но он сильнее отличается.

[Vavanzer]

По поводу вращательного резонанса Венеры – тоже вряд ли

Информация в статье интересная, но требует проверки. Говорят что и у меркурия есть резонанс с Землей. Ссылки на какие то источники приводят.
http://artefact-2007.blogspot.ru/2014/11/blog-post.html?m=1
Нижнее соединение повторяется каждые 116 суток, что совпадает  со  временем двух полных оборотов  Меркурия и, встречаясь с Землей,  Меркурий всегда обращен к ней одной и той же стороной. Но какая же сила заставляет Меркурий равняться не на Солнце, а на Землю.

[Dayan]

Я не об орбитальном а об спин-орбитальном.

Я вообще-то тоже, в том числе:

По поводу вращательного резонанса Венеры – тоже вряд ли.

http://mks-onlain.ru/planet/venera/
http://24space.ru/planeta-venera.html

Какие-то ссылки непонятно на что. Белиберда в жёлтых источниках категорически не пройдёт. Лучше статьи в рецензируемых журналах (и не позднее, чем 15-летней давности).

365:243 = 1.502,   или 3:2.

А почему там берётся именно сидерический период Земли, а не синодический у Венеры, составляющий 583.92 суток, ведь именно через это время две планеты "встречаются" в противостоянии, а угловая скорость вращения Венеры совпадает с угловой скоростью взаимного движения планет в точке её орбиты незадолго после этого?

Орбитальный же - самое близкое к  1.622 (365:225)  это 8:5  = 1.6      Второй вариант - 1.66, это 5:3, но он сильнее отличается.

1.622 далеко от 1.6, а тем более, 1.6 – от 5:3.
Когда говорят про резонансы, то разница к ровным отношениям не должна быть большой. Например, отношение периодов Венеры и Земли равно 365.2564 / 224.701 = 1.62552 (если более аккуратно брать значения) – это означает, что пока Земля совершит ровно 5 оборотов вокруг Солнца, Венера совершит 8.1276 оборота. Отклонение на ~46^o по орбите (или это ~29 суток).
Никакого орбитального резонанса там нет.
Для сравнения, возьмём, к примеру, недавно открытые планеты системы TRAPPIST-1. Отношение периода двух планет в зоне обитаемости, f к e, равно 1.5094 (из статьи на сайте ESO); отношение периодов двух внутренних планет, c к b, равно 1.6029. Там целая цепочка резонансов 6 внутренних планет, но нигде разница отношений периодов пар соседних планет не отклоняется от ровных 8:5, 5:3, 3:2, 3:2 и 4:3 больше, чем на 0.01 (или ~0.6%).
Или возьмём, например, резонансы трёх галилеевых спутников Юпитера: период Ганимеда к периоду Европы равен 2.0147, отношение периода Европы к периоду Ио 2.0073.
Или, другая система (случайно – навскидку), Kepler-223, где 4 планеты связаны резонансами: отношение периодов e к d, d к c, и c к b равно 1.3338, 1.5020, и 1.3333.
Вот где настоящие орбитальные резонансы! А у Земли и Венеры нет никакого резонанса, по определению, иначе можно сказать, что в природе не существует нерезонансных орбит планет в принципе, т.к. любое иррациональное число (отношение периодов соседних планет) можно было бы подвести к отношению целого m к целому n (даже где m и n небольшие), просто из-за того, что захотелось (и нужно кого-то в чём-то убедить).

[Dayan]

Информация в статье интересная, но требует проверки. Говорят что и у меркурия есть резонанс с Землей. Ссылки на какие то источники приводят.
http://artefact-2007.blogspot.ru/2014/11/blog-post.html?m=1

Все ссылки ведут на такие же стрёмные источники. Кроме одной, что ведёт на сайт Астронета. Там сказано:

Планета, как указывает Л.В. Ксанфомалити в книге "Парад планет", обладает резонансным периодом относительно Земли -- 116 земных суток (приблизительно одна треть года). Попытки объяснить этот резонанс приливными возмущениями от Земли далеко не имели успеха. Приливы от Земли в 1,6 миллиона раз более слабые, чем от Солнца и в 5,2 раза меньше, чем от Венеры.

И указывает на сказанное тот самый Ксанфомалити, что несколько лет ездил с лекциями, где доказывал, что "Венеры" (13 и 14, если не ошибаюсь) открыли жизнь на Венере.

[electric]

Когда говорят про резонансы, то разница к ровным отношениям не должна быть большой. Например, отношение периодов Венеры и Земли равно 365.2564 / 224.701 = 1.62552 (если более аккуратно брать значения) – это означает, что пока Земля совершит ровно 5 оборотов вокруг Солнца, Венера совершит 8.1276 оборота. Отклонение на ~46o по орбите (или это ~29 суток).
Никакого орбитального резонанса там нет.

13 / 8 = 1,625 — почти резонанс. 224,701 · 13 / 365,2564 − 8 = 2,57·10⁻³ , то есть лишь на 0,925° не совпадут положения через 13 венерианских лет.

[Vavanzer]

А почему там берётся именно сидерический период Земли, а не синодический у Венеры, составляющий 583.92 суток, ведь именно через это время две планеты "встречаются" в противостоянии, а угловая скорость вращения Венеры совпадает с угловой скоростью взаимного движения планет в точке её орбиты незадолго после этого?

 1.5987 = 583.92/365.25     Это кстать практически 8:5, или 1.6 ))))))   

Резонансы одно время обсуждали в теме "Закон планетарных расстояний". Отличия от идеального соотношения можно объяснить влиянием других планет, более дальних, которые пытаются "навязать" свой резонанс, но очень слабо.  А так же разными другими факторами - разной концентрацией пыли на орбите, столкновениями и др.

 Тут фишка чуть в другом, если касаться темы. Если есть еще планеты, какие нибудь мелкие, то они могут иметь как раз различные спин-орбитальные резонансы по отношению к Проксиме Б.  А так как крупных там явно нет, то остальные должны быть +-размером с Марс.   И более близкая чем планетаБ, будет тоже иметь хорошие условия для жизни и вращение вокруг оси.

[Dayan]

13 / 8 = 1,625 — почти резонанс. 224,701 · 13 / 365,2564 − 8 = 2,57·10⁻³ , то есть лишь на 0,925° не совпадут положения через 13 венерианских лет.

Если 13:8, то отклонение не 0.9°, а 1.5° в таком случае. (365.2564 · 8 / 224.701 – 13) · 360° = 1.5° (или 1.525 суток). Для резонанса "низкого ранга" 13:8 это много.
Если это и резонанс, то довольно слабый – числа уже слишком большие: планеты в нём не возмущают орбиты друг друга достаточно сильно, и пока они совершают так много оборотов вокруг Солнца, "тонкую настройку" легче сбить, ведь за это время накапливаются возмущения от других тел системы (от Юпитера, Марса и других планет, а у Земли ещё и от Луны).
То есть, может не происходить то, что собственно называется "резонансом". Со всеми вытекающими из него последствиями, как это, например, происходит в системах некоторых известных транзитных экзопланет, которые "выдают" сильные TTV – колебания периодов на коротких временах (их транзиты то запаздывают, то опережают расчётное время – где-то на минуты, где-то на много часов, и это при периодах чаще всего в несколько суток!), и резкие, на астрономических временах (порядка миллионов лет), изменения параметров орбит – эксцентриситета, большой полуоси, аргумента перицентра, и т.д..
Может быть в прошлом у Земли с Венерой был резонанс 8:5, или 5:3, но сейчас, по крайней мере, такого сильного резонанса нет, так как это явление для трёх тел (включая звезду) неустойчиво. Если резонанс ничего не стабилизирует (например, какое-нибудь тело на внешней орбите), то планеты переходят на более устойчивые орбиты, и там и остаются. Вот недавно обсуждались цепочка резонансов в системе TRAPPIST-1 – сами по себе орбиты минимум шести планет неустойчивы, но видимо есть какие-то факторы, возвращающие планеты в исходное положение (саморегулирующаяся система).

Резонансы одно время обсуждали в теме "Закон планетарных расстояний"

Меня несколько обескураживает ваша позиция – вы почему-то легко доверяете мнению каких-то альтернативщиков вроде Arton-а (или Evalmer) с их "теориями", но совсем не доверяете результатам численных моделирований в рамках реальной науки, пусть даже не совершенных (к примеру, про климат приливно запертых планет у красных карликов). Извините, не удержался. Может ошибаюсь, но создалось именно такое впечатление.

Тут фишка чуть в другом, если касаться темы. Если есть еще планеты, какие нибудь мелкие, то они могут иметь как раз различные спин-орбитальные резонансы по отношению к Проксиме Б.  А так как крупных там явно нет, то остальные должны быть +-размером с Марс.   И более близкая чем планетаБ, будет тоже иметь хорошие условия для жизни и вращение вокруг оси.

Про "явно нет" крупных планет (на внешних пусть даже широких орбитах) сказать явно всё же пока нельзя. Что касается обитаемости гипотетической планеты размером с Марс на орбите ближе Proxima b, то тоже очень большой вопрос (в частности, учитывая инсоляцию на ней, вторую космическую, и вспышечные явления на красном карлике). Вращение вокруг оси такой планеты может происходить по причине сильной эксцентричности её орбиты (как это выше сказал SpaceEngineer).

[Dayan]

1.5987 = 583.92/365.25     Это кстать практически 8:5, или 1.6 ))))))   

Да уж, похоже, что спин-орбитальный резонанс Венеры таки имеет место быть.
Если он реален, а не совпадение, то его сложновато объяснить: приливные силы на Венере от Солнца в десятки и сотни тысяч раз сильнее, чем от Земли, но они действуют равномернее, конечно (как где-то выше писал SpaceEngineer).

[Golossvyshe]

1.5987 = 583.92/365.25     Это кстать практически 8:5, или 1.6 ))))))   

Да уж, похоже, что спин-орбитальный резонанс Венеры таки имеет место быть.

Удивительное дело. Вы признали давно известный факт.

Ход дискуссии по глубоким океанидам утвердил меня в мысли, что вы не отступаете нигде и никогда, как настоящий самурай. Вот я бы спорить с вами не взялся.
Решпект Vavanzer"у 

Если он реален, а не совпадение, то его сложновато объяснить: приливные силы на Венере от Солнца в десятки и сотни тысяч раз сильнее, чем от Земли, но они действуют равномернее, конечно (как где-то выше писал SpaceEngineer).

Да ещё как любопытно!

В своё время я даже собирался завести в ВЖР такую тему.

Однако происходящие там... как бы это помягче выразиться... деструктивные процессы отвратили меня от столь необдуманного поступка.

[Vavanzer]

Меня несколько обескураживает ваша позиция – вы почему-то легко доверяете мнению каких-то альтернативщиков вроде Arton-а (или Evalmer) с их "теориями", но совсем не доверяете результатам численных моделирований в рамках реальной науки, пусть даже не совершенных (к примеру, про климат приливно запертых планет у красных карликов). Извините, не удержался. Может ошибаюсь, но создалось именно такое впечатление.

  Я не доверяю науке до конца уже более 10 лет, тк то что она не способна объяснить, как правило отрицает и высмеивает, вместо того чтоб более детально подойти к вопросу.    В итоге занимаю нейтральную позицию, беру интересные и реальные идеи и у альтернативщиков и у "официалов" )))
    А численные моделирования в том случае с КК - нет никаких исходных данных у меня в распоряжении, нет описания постановки эксперимента.  Зато самый обыкновенный калькулятор и наблюдения за реальными воздушными массами (скоростью их охлаждения) выдали скорость движения воздуха на гипотетической планете из модели в несколько звуковых скоростей, для того чтоб получить заявленный моделью перепад температур...    Те та модель явно не учитывает некоторые важные факторы атмосферной термодинамики, особенно такой как потеря температуры излучением в процессе движения.

   ...Кстать, к слову, так называемый адиабатический разогрев что-то как то особо на земле не наблюдается, в нисходящих потоках. Нигде в районах с сильными нисходящими потоками зимой воздух не разогревается до +20 в процессе снижения.
 

[Vavanzer]

Что касается обитаемости гипотетической планеты размером с Марс на орбите ближе Proxima b, то тоже очень большой вопрос (в частности, учитывая инсоляцию на ней, вторую космическую, и вспышечные явления на красном карлике). Вращение вокруг оси такой планеты может происходить по причине сильной эксцентричности её орбиты

   Она по сравнению с Марсом имеет один бонус. В виде приливного разогрева, и геологически не умрет, а значит атмосфера будет пополняться постоянно.   Даже с учетом сильной диссипации она должна быть плотнее Марсианской, и иметь большее количество тяжелых газов из-за активности недр.

  Пусть она будет в среднем 0.5, о.3 и менее от Земной, в самом печальном случае, все равно это уже нормальные условия для многих сложных форм жизни. По инсоляции с учетом того что проксимаБ получает 65% от земного, предполагаемая планета должна быть ближе чем Земля в рамках обитаемой зоны, чтоб в хорошем резонансе сидеть.  И повышение инсоляции будет компенсировано тонкой атмосферой.

[Dayan]

   Она по сравнению с Марсом имеет один бонус. В виде приливного разогрева, и геологически не умрет, а значит атмосфера будет пополняться постоянно.   Даже с учетом сильной диссипации она должна быть плотнее Марсианской, и иметь большее количество тяжелых газов из-за активности недр.

  Пусть она будет в среднем 0.5, о.3 и менее от Земной, в самом печальном случае, все равно это уже нормальные условия для многих сложных форм жизни. По инсоляции с учетом того что проксимаБ получает 65% от земного, предполагаемая планета должна быть ближе чем Земля в рамках обитаемой зоны, чтоб в хорошем резонансе сидеть.  И повышение инсоляции будет компенсировано тонкой атмосферой.

Ну, только если атмосфера из тяжёлых газов вроде углекислого газа, аргона или каких-нибудь серных соединений возможно сохранится у такой планеты.
Но любая планета – это не волшебный бездонный кувшин, думаю, недра всегда поставлять газы вряд ли будут. Только если она мининептун или океанида с долей воды десятки процентов от полной массы, потери хотя бы заметной доли воды, водорода и других летучих веществ в космос, будут занимать время больше нынешнего возраста Вселенной.
Кислород и водород даже Proxima b быстро теряет в больших количествах (согласно статье 1 бар кислородной атмосферы за ~10 млн лет), не говоря уже про планету с Марс, которая к тому же предполагается ещё ближе к Проксиме: водород такая планета просто не удержит при околоземной инсоляции даже короткое время, а кислород будет "утекать" из-за ионизации под действием жёсткой звёздной радиации.
Но меня мучает вопрос – а что же сама Proxima b? Вы предлагаете другую планету в этой системе, но всё же Proxima b ещё немного рано сбрасывать со счетов.

[Dayan]

    А численные моделирования в том случае с КК - нет никаких исходных данных у меня в распоряжении, нет описания постановки эксперимента.
   ...Кстать, к слову, так называемый адиабатический разогрев что-то как то особо на земле не наблюдается, в нисходящих потоках. Нигде в районах с сильными нисходящими потоками зимой воздух не разогревается до +20 в процессе снижения.

Если имеется ввиду вот эта статья, то там, полагаю, сказано про адиабатический градиент температуры, а не про такой нагрев.

[Vavanzer]

Кислород и водород даже Proxima b быстро теряет в больших количествах (согласно статье 1 бар кислородной атмосферы за ~10 млн лет), не говоря уже про планету с Марс, которая к тому же предполагается ещё ближе к Проксиме: водород такая планета просто не удержит при околоземной инсоляции даже короткое время, а кислород будет "утекать" из-за ионизации под действием жёсткой звёздной радиации.

  Водород не нужен, его и Земля теряет постоянно. А кислород во время вспышек срывает чтоль?

Кислород и водород даже Proxima b быстро теряет в больших количествах (согласно статье 1 бар кислородной атмосферы за ~10 млн лет), не говоря уже про планету с Марс, которая к тому же предполагается ещё ближе к Проксиме: водород такая планета просто не удержит при околоземной инсоляции даже короткое время, а кислород будет "утекать" из-за ионизации под действием жёсткой звёздной радиации.

 Там говорится что при условии низкого вулканизма. А приливный разогрев не учитывают.   К тому же на Земле кислород полностью обновляется за несколько тысяч лет (сколько точно не знаю, тк в чьем то сообщении узнал)).  Возможно кое какое магнитное поле, при вращении в несколько дней вокруг звезды, тож в плюс пойдет.
  Проксима Б относительно холодная, и потяжелее земли. Должна покрепче держать атмосферу.