?

Log in

No account? Create an account

Научно-популярно о космосе и астрономии

Предыдущий пост Поделиться Пожаловаться Следующий пост
Станет ли Плутон пригодным для жизни?
lozga
С одной стороны, Плутон далекий от Солнца и холодный мир. С другой - Солнце будет менять свою яркость со временем. В одном из вопросов недавнего интервью меня спросили, имеет ли Плутон шансы оказаться в зоне обитаемости? Попробуем разобраться.


Плутон и Солнце-красный гигант, скриншот Universe Sandbox 2

Немного физики


Свет, исходящий от Солнца, подчиняется закону обратных квадратов - Юпитер в пять раз дальше Земли, но получает только 1/25 солнечного света и тепла. Плутон находится на эллиптической орбите, приближающейся к Солнцу до 30 астрономических единиц (расстояний до Земли) и отдаляющейся на 50. Следовательно, для того, чтобы Плутон получал такое же количество света, как и Земля, Солнце должно светить от 302=900 до 502=2500 раз сильнее. И что самое интересное, в жизни нашей звезды будет период сравнимой яркости.

Эволюция Солнца



Как меняется яркость Солнца со временем, источник

Примерно 6 миллиардов лет Солнце будет плавно наращивать яркость, пока не увеличит ее примерно в два раза (разные источники дают отличающиеся оценки, поэтому я специально округляю величины). Для Плутона это ничего не значит, но вот Земле опасность стать Венерой из-за пошедшего вразнос парникового эффекта угрожает уже где-то через 2 миллиарда лет. Затем весь водород в ядре превратится в гелий, Солнце станет субгигантом, а его яркость увеличится примерно в 50 раз. На очень короткий момент Плутон погреется в гелиевой вспышке, когда начнется синтез углерода из гелия, но ее продолжительность оценивают минутами, и Солнце снова вернется к уровню светимости 50х. Но вот через 7-8 миллиардов лет гелий в ядре закончится, наша звезда станет красным гигантом и будет светиться примерно в 2000 раз ярче, что как раз попадает в нужный нам диапазон.

Тонкая настройка


Предсказывать точно условия на Плутоне через восемь миллиардов лет - крайне неблагодарное занятие, так что придется ограничиться предположением, что карликовая планета должна будет получать примерно такое же количество солнечного света, как и Земля сейчас. На неизбежные неточности накладывается еще и вытянутая орбита Плутона - в ближней к звезде точке орбиты (перицентре) 2000 светимостей современного Солнца на 30 астрономических единиц дадут двойную земную интенсивность, что, прямо скажем, многовато. На условия на Плутоне будут также влиять его альбедо (доля отраженных лучей) и парниковый эффект от атмосферы, так что в итоге там могут быть как комфортные условия, так и слишком холодные или же слишком жаркие для человека.


Скриншот Space Engine

На Плутоне обнаружены азот, метан и угарный газ, и маленькая масса карликовой планеты (всего-то 0,17 Луны) означает, что скорее всего он будет терять атмосферу и за ним будет тянуться хвост, как за кометой.

Солярис на обочине


По современным представлениям 70% радиуса Плутона составляет твердое ядро, а оставшиеся 30 - водяной лед и жидкая вода. Уже после пролета "Новых Горизонтов" мимо Плутона равнина Спутника (белая и ровная) стала рассматриваться как доказательство существования подледного океана. Так что когда Солнце - красный гигант прогреет карликовую планету, она вполне может стать сплошным океаном.


Скриншот Space Engine

Теплый период Плутона продлится от десятков до сотен миллионов лет. В Солнце начнутся тепловые вспышки, на сотни лет резко повышающие яркость звезды, которая затем будет снижаться. Эти возмущения климат Плутона точно не улучшат. А в конце концов Солнце сбросит оболочку, которая станет планетарной туманностью, превратится в белого карлика светимостью всего-то 100 современных и начнет угасать. На Плутоне опять станет холодно, и эта зима уже продлится до конца обозримого времени.


Скриншот Space Engine

Одна маленькая проблема


Все вышесказанное имеет смысл только в случае, если орбита Плутона не изменится сильно. А этого, к сожалению, гарантировать нельзя - орбиты небесных тел перестают быть предсказуемыми задолго до нужной яркости Солнца. Особенно сильно это относится как раз к Плутону, который сейчас находится в резонансе 3:2 с Нептуном (за три оборота Нептуна, Плутон делает два). Сегодня орбиты обеих планет выглядят стабильными, но, даже если предположить, что орбита Плутона никак не изменится, уже через несколько сотен миллионов лет нельзя будет предсказать, в какой точке этой орбиты он будет находиться в требуемый момент времени. Перицентр Меркурия может совпасть с таковым у Юпитера, и газовый гигант может выдернуть Меркурий на более отдаленную орбиту или даже выбросить из Солнечной системы задолго до поглощения Солнцем. Венера скорее всего будет поглощена расширяющейся звездой, а насчет Земли ведутся споры - она либо упадет в Солнце, либо будет выброшена на более отдаленную орбиту. Все эти беспорядки предсказуемость орбиты Плутона нисколько не увеличивают.

Так что возвращаясь к исходному вопросу, можно сказать, что Плутон вполне имеет шансы оказаться в зоне обитаемости, но не раньше, чем через семь миллиардов лет, до чего мы с вами скорее всего не доживем.


Нажмите эту кнопку, и вам будет приходить сообщение, когда выйдет мой новый пост.


Я в социальных сетях:Вконтакте, Facebook, Twitter, Instagram, YouTube
Поблагодарить деньгами: Яндекс.Деньги, PayPal, Webmoney

attentioneer.jpg

Записи из этого журнала по тегу «астрономия»

  • Лекция "Что смотреть на небе?"

    В небе происходит много красивого, но не всегда понятного. Лекция о том, что и как смотреть на небе вооруженным и невооруженным глазом, об…

  • Новости наизнанку

    Одна из сторон жизни популяризатора - объяснение и комментирование новостей. Иногда исходная новость выглядит как минимум странно. И при этом нередко…

  • Как увидеть черную дыру?

    Полученное на прошлой неделе усилиями восьми телескопов и тринадцати институтов изображение черной дыры оказалось размытым и менее интересным, чем…


promo lozga november 4, 2014 17:00
Buy for 50 tokens
Привет! Добро пожаловать в блог, посвященный популяризации космонавтики, астрономии, и, шире, науки и прогресса человечества. Если вы зашли ко мне впервые, рекомендую почитать длинные серии постов по тегам: Серия "Незаметные сложности космической техники". Рассказы о том, как и почему ракеты и…

  • 1
Здравствуйте!
Система категоризации Живого Журнала посчитала, что вашу запись можно отнести к категории: Космос.
Если вы считаете, что система ошиблась — напишите об этом в ответе на этот комментарий. Ваша обратная связь поможет сделать систему точнее.
Фрэнк,
команда ЖЖ.

Гравитация Плутона (0.063g) никогда не окажется в "зоне обитаемости" -- этого достаточно для ответа на вопрос. Это в равной степени относится к Луне и Марсу, по остальным параметрам попадаюшим в "зону обитаемости".

Мне кажется, вы слишком категоричны. Во-первых, зона обитаемости определяется излучением от звезды. А во-вторых, я слышал про исследования, обнаружившие проблемы при развитии зародыша в невесомости, но вполне может оказаться, что даже слабой гравитации хватит для нормального развития.

>Перицентр Меркурия может совпасть с таковым у Юпитера, и газовый гигант может выдернуть Меркурий на более отдаленную орбиту
---
Точно Меркурий?

Прогноз этот пренебрегает воздействием со стороны хозяйственной деятельности пост-людей.
Даже солнце могут разобрать, а меркурий - первый раздербанят.

Edited at 2019-09-20 05:27 (UTC)

Нет. Не будет никакого раздербанивания планет. Зачем это нужно?

Все человечество - это в сумме примерно 0,5 куб км мяса и костей. А Меркурий - это 60000000000 куб км

Иными словами, зачем обычному гражданскому человеку могло бы понадобиться 40000000000 тонн железа и камней? (если такая цифра сложна для понимания, ее можно представить как 400 тысяч атомных авианосцев. Каждому)


Edited at 2019-09-20 07:08 (UTC)

> карликовой планеты (всего-то 0,17 Луны)

А нафига нам на этот мёрзлый сингапур? Нешто за 8 ярдов лет более приличного камня не найдём где-нибудь, скажем, в Проксиме Центавра?

Ну и спутники у всяких Юпитеров-Сатурнов посимпатичнее. Если хватит керосина на дорогу, Европу можно хоть счас заселять, не?

А как же купаться в планете-океане (пусть и маленькой?) :)

Тема интересная, но у нее есть еще один аспект

А давно ли Земля оказалась в зоне обитаемости*? Не одна только Африка, а вся Земля? Мы с вами живем в климатической зоне, непригодной для обезьян. Вот вы видели в лесу хоть одного шимпанзе? Земля стала пригодной для обитания людей только благодаря культуре. Просто мы не отдаем себе в этом отчет из-за того, что нужный ее уровень был достигнут десятки тысяч лет назад и мы к нему привыкли и воспринимаем как что-то само собой разумеещееся. Но вообще, на широте Москвы время жизни человека, не имеющего доступа к плодам цивилизации, может исчисляться неделями или минутами, смотря по погоде. Все это лучше Марса или Плутона только в том смысле, что к земным условиям средней полосы легче приспособиться

Я это к чему: для разумных форм жизни зона обитаемости расширяется. И речь здесь может идти о десятках или сотнях лет, а не о миллиардах.

Из этого, кстати, есть одно забавное следствие: глупо искать разумную жизнь только там, где есть планеты в обитаемой зоне. Шанс найти ее там лишь немного выше, чем шанс найти ее в любом другом месте

------------------------
* да, я понимаю, что употребляю термин "зона обитаемости" не в том смысле, в котором его понимают астрономы; впрочем, мой вариант куда ближе к смыслу этих слов


Edited at 2019-09-20 06:30 (UTC)

Шимпанзе в лесу

Ну... некоторое время их можно было наблюдать на обезьяньем острове в Псковской области ;-)

---Так что возвращаясь к исходному вопросу, можно сказать, что Плутон вполне имеет шансы оказаться в зоне обитаемости, но не раньше, чем через семь миллиардов лет, до чего мы с вами скорее всего не доживем.

Осталось добавить, что масса Плутона значительно меньше земной, откуда следует меньшая плотность атмосферы. В результате температура кипения воды там сильно ниже, что смещает температурный диапазон воды с максимальной теплоемкостью в зону, непригодную для существования больших организмов. То есть даже если что и возникнет - то разве что бактерии.

Не то чтобы меньшая плотность атмосферы так уж прямо следует из массы. У Титана, например, атмосфера в полтора раза плотнее земной, несмотря на то, что сила тяжести в семь раз меньше

Плутон, если его подогреть, будет с большой скоростью терять атмосферу -- это да. Но так ли уж это важно для планеты, которая на треть состоит из разного рода льда? (не только водяного)

Однозначно не станет - зачем антимонии разводить???

"не раньше, чем через семь миллиардов лет, до чего мы с вами скорее всего не доживем."

Отучаемся говорить за всех.

Скорее Венера уже подостынет и покроется динозаврами

Наклон оси планеты к плоскости орбиты. Не будет на Венере серьезной жизни. Не те условия.

Если Юпитер "выдернет" на свою орбиту Меркурий, то не проще ли заселить тогда Меркурий на орбите Юпитера? Титан, там очень много газа, а газ это топливо, энергоресурсы. Ещё дальше Тритон..

Углеводороды титана кажутся топливом только для тупиц.

Прекрасный блог. Сколько читаю, столько получаю удовольствие. Но почему в комментариях такой срач? Люди, что с вами происходит? Почему вы разучились нормально общаться? Чуть что - сразу мат и унижения. И ладно бы в разговоре о политике. Но здесь?!

всего-то 0,17 Луны
Не взлетит.

Прочитал с преогромным интересом. Только мне непонятно одно - почему автор с такой уверенностью пишет как о свершившемся факте, о событии, которое якобы должно произойти через 7 миллиардов лет? Откуда взят график светимости солнца? Вы майдана в 2014 году предсказать не могли, даже распад СССР для всех явился неожиданностью в диапазоне 50 лет. А здесь 7 миллиардов лет и солнце!!!!)))) Что, есть практика наблюдения с такой продолжительностью? Откуда столько веры в совершенно гипотетические события?

Физика газового шара в котором пошла термоядерная реакция - она простая.
Водород горит-горит и сгорает нафиг.

Мне кажется к тому времени уже будут обитаемые космические станции на 100500 человек куда будут подвозить все что надо со всей Солнечной системы...
И которую можно будет отбуксировать куда угодно в рамках Солнечной системы... Если вдруг Солнышко слишком ярким/тусклым станет...
Да и само Солнышко уже к тому времени усмирят...


  • 1