Что если бы у нас было два Солнца?
Мы привыкли вращаться вокруг одиночной звезды и полагаем, что это классическая ситуация. Однако если вы посмотрите на другие звездные системы, то заметите, что чаще всего формируются двойные звездные системы, где планеты вращаются вокруг нескольких звезд. Как бы выглядела наша жизнь в такой ситуации?
Представьте, что вы наблюдаете закат сразу двух солнц! Станет ли наша планета теплее? Сможет ли она вообще продолжить вращаться в подобной ситуации?
Некоторые исследователи считают, что в прошлом у Солнца была парная звезда, но по какой-то причине она отдалилась и растворилась в просторах Млечного Пути миллиарды лет назад. Но представим, что звезда осталась. Есть ли у Земли шансы на выживание?
На самом деле, да! Только нужно соблюдать определенные условия. Судьба нашей планеты зависит от звездных масс и их локации относительно Земли и друг друга. Конечно, велика вероятность того, что земная орбита лишится стабильности. Если одна из звезд оказалась слишком большой и яркой, то могла своей гравитацией притянуть нас к себе. В таком случае, солнце-2 сожжет Землю, а потом проглотит.
С другой стороны, если гравитация второй звезды оказалась меньше, чем нужно, то Землю просто выбросит из Солнечной системы. Мы бы стали планетой-изгоем, блуждающей во тьме межзвездного пространства.
Давайте представим, что нам повезло, и земная орбита оказалась стабильной. Но и здесь есть несколько сценариев. Допустим, мы вращаемся только вокруг одной звезды. Это не очень хорошо, потому что в один из моментов обе стороны планеты могут повернуться к звездам, и мы лишимся ночи. Кроме того, Земля получит двойную порцию УФ-лучей и звездного света. Это убийственная ситуация для планетарной жизни.
Тогда сделаем так, что обе звезды расположены близко, а наша планета вращается вокруг них на большой дистанции. Насколько большой? Скорее всего, придется выбраться за пределы зоны обитаемости, что лишит нас воды в жидком состоянии. Прям какое-то безнадежное положение.
Но все можно исправить, если заменить Солнце на две близко расположенные небольшие звезды, которые по яркости занимают лишь половину солнечной (каждая из них). Тогда планета получит достаточно тепла, чтобы поддерживать жизнь и не поджарить ее.
Так как общая гравитация двух звезд окажется сильнее, Земле потребуется 280 дней, а не 365, чтобы завершить полный орбитальный облет. Год на Земле сократится, но без опасных последствий.
Чтобы орбиты всех планет Солнечной системы оставались стабильными (включая Меркурий), дистанция между звездами должна составить менее 15 млн. км. Но не нужно увлекаться с сокращением дистанции.
Например, если расстояние между звездами составит 5 млн. км, то они будут вращаться вокруг друг друга с периодом в 10 дней. Земляне могли бы наблюдать своеобразное солнечное затмение (где одна звезда блокирует другую), длительность которого составит около 6 часов. Но ученые не уверены, что мы смогли бы это увидеть.
Дело в том, что поиск экзопланет сумел найти миры, вращающиеся вокруг двух звезд. И самой маленькой оказалась не скалистая планета, а газовый гигант, который значительно превышает земные размеры. Возможно, где-то вращается планета земной группы вокруг двух звезд, но нам пока не удалось ее найти.
Выходит, что в теории Земля и другие планеты Солнечной системы при определенных условиях могли бы вращаться вокруг двух солнц, однако сложно предсказать возможность зарождения привычной жизни на нашей планете.
Источник
Что, Если Бы у Нас Было Два Солнца?
Какой была бы жизнь на Земле, если бы она вращалась вокруг двойной звезды?
На других планетах закаты еще более впечатляющие, чем на Земле. Что, если бы мы могли видеть не одно, а два Солнца, падающих за горизонт Земли?
Станет ли наша планета намного теплее с двумя звездами, нагревающими ее?
Ощутим ли мы ночное время снова?
Может ли наша двойная звездная система поддерживать жизнь?
Вот что произойдет, если у нас будет два Солнца.
Не все звездные системы формируются вокруг одной звезды. На самом деле, двоичные или множественные звездные системы встречаются чаще, чем системы с одной звездой.
Некоторые ученые даже предполагают, что у нашего Солнца когда – то был звездный спутник-давно потерянная карликовая звезда под названием Немезида. Он освободился от солнечной гравитации и растворился в Млечном Пути миллиарды лет назад.
Наши поиски планет размером с Землю по всей галактике показали нам, что большинство звездных систем не только бинарны, но и имеют обитаемые зоны и планеты внутри них.
Похоже, что Земля может поддерживать жизнь с двумя Солнцами, а не одним. Но только при определенных условиях.
В двойной звездной системе судьба Земли будет зависеть от многих факторов-от масс звезд до их положения относительно Земли и друг друга.
Велика вероятность, что орбита Земли будет очень нестабильной. Если бы одно из Солнц было больше и ярче и оказывало на нас гораздо более сильное гравитационное воздействие, то это Солнце могло бы притянуть планету к себе. Мы стали бы довольно хрустящими (зажаренными), прежде чем исчезли бы в его солнечных вспышках.
С другой стороны, если бы гравитационное притяжение ни одного из звезд не было достаточно сильным, Земля вылетела бы в космос. Мы станем одной из тех планет-изгоев, что путешествуют по Вселенной в одиночку без звездной системы.
Предположим, что орбита Земли будет стабильной. Это было бы возможно, если бы Земля вращалась вокруг одного из Солнц. Но это плохо для сложной жизни на планете. Потому что в какой-то момент звезды столкнутся с обеих сторон планеты одновременно.
Мало того, что это отнимет наши ночи, но это также принесет двойные дозы УФ-излучения и солнечных ветров. Никакой солнцезащитный крем не помешает вам быть зажаренными от двух Солнц.
Орбита Земли может быть стабильной, если планета вращается вокруг двух звезд. Звезды должны быть близко друг к другу, а орбита Земли должна быть дальше.
Насколько далеко это было? Скорее всего, за пределами обитаемой зоны, где солнечного тепла будет недостаточно, чтобы поддерживать нашу воду в жидком состоянии. Планета превратится в замерзшую, безжизненную породу.
Чувство безнадежности? Ну, у нас есть хорошие новости для вас. Лучший сценарий для нашей планеты был бы, если бы мы заменили наше Солнце двумя близко подобранными звездами, каждая наполовину ярче Солнца. Это сохранит планету достаточно теплой, чтобы поддерживать жизнь.
Поскольку общая гравитация двух звезд была бы сильнее, Земле потребовалось бы 280 дней вместо 365, чтобы сделать целый круг вокруг них. Год на Земле был бы короче, но не существенно.
Расстояние между звездами должно быть менее 15 миллионов километров друг от друга. Таким образом, орбиты всех планет в нашей системе были бы стабильными. Даже Меркурия.
Но давайте перестрахуемся и предположим, что расстояние между звездами составляло около 5 миллионов километров.
В этом случае две звезды будут вращаться вокруг друг друга каждые десять дней. Каждые пять дней, одна звезда проходит перед другой. С Земли это было бы похоже на солнечное затмение, но вместо того, чтобы наша Луна блокировала Солнце, это была бы одна звезда, блокирующая другую. И вместо 7,5 минут это затмение продлится около 6 часов.
В этих условиях Земля могла бы просто отлично вращаться вокруг Двух Солнц. Вопрос только в том, сформировалась ли бы Земля в первую очередь в двойной звездной системе.
Насколько нам известно, самая маленькая из известных планет, вращающихся вокруг Двух Солнц, является газовым гигантом намного больше Земли.
Может быть, есть маленькая, скалистая планета, как Земля, вращающаяся вокруг Двух Солнц где-то во Вселенной. Мы просто еще не нашли ее.
Она может даже поддерживать жизнь, достаточно умную, чтобы послать сигнал на нашу планету.
Спасибо за чтение!
Понравилась статья? Ставим лайки и подписываемся на канал. Дальше будет еще интереснее. Попутного Вам космического пространства.
Источник
Можно ли спасти Землю, передвинув ее подальше от Солнца?
Однажды в будущем океаны Земли вскипят, уничтожая всю жизнь на поверхности планеты, и сделают ее совершенно непригодной для жизни. Это глобальное потепление в некотором смысле неотвратимо: постепенное потепление, которое испытывает Солнце, происходит за счет постепенного выгорания топлива внутри светила. Однако есть способ сохранить Землю обитаемой, если мы разработаем долгосрочное решение: миграция всей Земли. Возможно ли это?
Нам нужно выяснить, насколько жарко станет и насколько быстро это произойдет, чтобы передвинуть Землю в темпе.
Способ, которым любая звезда получает свою энергию, заключается в сплавлении более легких элементов в более тяжелые в ядре. Наше Солнце, в частности, синтезирует гелий из водорода в регионах, где температура ядра превышает 4 000 000 градусов. Чем горячее, тем быстрее скорость синтеза; в самом сердце ядра температура достигает 15 000 000 градусов. Эта скорость почти всегда постоянная. За долгое время процентное соотношение водорода к гелию меняется, и внутренняя часть нагревается чуть сильнее за миллиарды лет. И когда происходит разогрев, мы наблюдаем следующее:
- светимость увеличивается — больше энергии излучается со временем
- светило слегка увеличивается в размерах, радиус увеличивается на несколько процентов за каждый миллиард лет
- его температура остается почти всегда постоянной, меняясь менее чем на 1% за миллиард лет.
Все это сводится к одному неудобному факту: количество энергии, которая достигает Земли, медленно растет со временем. За каждые 110 миллионов лет солнечная светимость увеличивается примерно на 1%. Это означает, что энергия, достигающая Земли, также увеличивается на 1% примерно за то же время. Когда Земля была на четыре миллиарда лет моложе, наша планета получала 70% от энергии, которую получает сегодня. И через еще один-два миллиарда лет, если мы ничего не сделаем, на Земле образуются существенные проблемы. В какой-то момент температура на поверхности поднимется до 100 градусов по Цельсию. То есть океаны испарятся.
Как нам это смягчить? Есть несколько возможных решений:
- Мы можем установить ряд больших отражателей в точке Лагранжа L1, чтобы не давать части света достигать Земли.
- Мы можем изменить при помощи геоинженерии атмосферу/альбедо нашей планеты, чтобы она отражала больше света и поглощала меньше.
- Мы можем избавить планету от парникового эффекта, убрав молекулы метана и диоксида углерода из атмосферы.
- Мы можем покинуть Землю и сосредоточиться на терраформировании внешних миров вроде Марса.
В теории все может сработать, но потребует колоссальных усилий и поддержки.
Однако решение о миграции Земли на удаленную орбиту может стать окончательным. И хотя нам придется постоянно уводить планету с орбиты, чтобы поддерживать температуру постоянной, на это уйдут сотни миллионов лет. Чтобы компенсировать эффект 1% увеличения светимости Солнца, нужно отвести Землю на 0,5% расстояния от Солнца; чтобы компенсировать увеличение в 20% (то есть за 2 миллиарда лет), нужно отвести Землю на 9,5% дальше. Земля будет уже не в 149 600 000 км от Солнца, а в 164 000 000 км.
Расстояние от Земли до Солнца не сильно изменилось за последние 4,5 миллиарда лет. Но если Солнце будет нагреваться и мы не хотим, чтобы Земля поджарилась окончательно, нам придется серьезно рассмотреть возможность миграции планеты.
На это нужно много энергии! Сдвинуть Землю — все ее шесть септиллионов килограммов (6 х 10 24 ) — подальше от Солнца — значит существенно изменить наши орбитальные параметры. Если мы отведем планету от Солнца на 164 000 000 км, будут заметны очевидные различия:
- Земля будет совершать оборот вокруг Солнца на 14,6% дольше
- для поддержания стабильной орбиты, наша орбитальная скорость должна упасть с 30 км/с до 28,5 км/с
- если период вращения Земли останется прежним (24 часа), в году будет не 365, а 418 дней
- Солнце будет намного меньше в небе — на 10% — а приливы, вызванные Солнцем, будут слабее на несколько сантиметров
Если Солнце раздуется в размерах, а Земля отдалится от него, два этих эффекта не совсем компенсируются; Солнце будет казаться меньше с Земли
Но для того, чтобы вывести Землю так далеко, нам нужно произвести очень большие энергетические изменения: нам нужно будет изменить гравитационную потенциальную энергию системы Солнце — Земля. Даже принимая во внимание все остальные факторы, включая замедление движения Земли вокруг Солнца, нам придется изменить орбитальную энергию Земли на 4,7 х 10 35 джоулей, что эквивалентно 1,3 х 10 20 тераватт-часов: в 10 15 раз больше ежегодных затрат энергии, которые несет человечество. Можно было бы подумать, что через два миллиарда лет они будут другими, так и есть, но не сильно. Нам понадобится в 500 000 раз больше энергии, чем человечество генерирует сегодня во всем мире, и все это уйдет на передвижение Земли в безопасное место.
Скорость, с которой планеты обращаются вокруг Солнца, зависит от их расстояния до Солнца. Медленная миграция Земли на 9,5% расстояния не нарушит орбиты других планет.
Технологии — это не самый сложный вопрос. Сложный вопрос куда более фундаментальный: как мы получим всю эту энергию? В реальности есть только одно место, которое удовлетворит наши потребности: это само Солнце. В настоящее время Земля получает около 1500 Вт энергии на квадратный метр от Солнца. Чтобы получить достаточную мощность для миграции Земли за нужный промежуток времени, нам придется построить массив (в космосе), который соберет 4,7 х 10 35 джоулей энергии, равномерно, за 2 миллиарда лет. Это значит, что нам нужен массив площадью 5 х 10 15 квадратных метров (и 100% эффективностью), что эквивалентно всей площади десяти планет, как наша.
Концепция космической солнечной энергии разрабатывается уже давно, но никто пока не представлял себе массив солнечных элементов размером в 5 миллиардов квадратных километров.
Поэтому чтобы перевезти Землю на безопасную орбиту подальше, понадобится солнечная панель в 5 миллиардов квадратных километров 100-процентной эффективности, вся энергия которой будет уходить на выталкивание Земли на другую орбиту в течение 2 миллиардов лет. Возможно ли это физически? Абсолютно. С современными технологиями? Вообще никак. Возможно ли это практически? С тем, что мы знаем сейчас, почти наверняка нет. Перетащить целую планету сложно по двум причинам: во-первых, из-за силы гравитационного притяжения Солнца и из-за массивности Земли. Но мы имеем именно такое Солнце и такую Землю, а Солнце будет нагреваться вне зависимости от наших деяний. Пока мы не придумаем, как собрать и использовать такое количество энергии, нам будут нужны другие стратегии.
Источник