Планетокопия

Введение Пегасия - это не чужая планета. Это всего лишь луна, вращающаяся вокруг газового гиганта, большего, чем Юпитер (и гораздо ближе к его солнцу). Такие гиганты встречаются часто - и теория этой недели (текучесть кадров быстрая) говорит, что от них одни неприятности. Горячий Юпитер не рождается близко к солнцу, а движется по спирали, замедляясь пылью, поглощая любые земноподобные миры или выбрасывая их из системы. Возможно, это даже произошло здесь. Посмотри, что лежит между нами и Юпитером! Астероиды, Марс? Марс превратился в руины! ОДНА ДЕВЯТАЯ массы Земли - просто большой камень. Юпитер, возможно, подавил образование планет на сотни миллионов километров вокруг себя. Так что горячие Юпитеры - это проблема, и они повсюду. Плохие новости на всю жизнь! Или так оно и есть? Многие из них больше Юпитера. Некоторые из их лун тоже будут слишком большими - марсианскими, даже земными! Достаточно большой для жизни. Гравитация дает, и гравитация отнимает. Пегасия - это такая луна, в два раза меньше массы Земли. На первый взгляд Пегасия похожа на Землю. Посмотри еще раз! Плотный воздух, низкая гравитация, неровная местность, мелководные моря, беспокойная тектоника. И небеса! Зевс (его газовый гигант) нависает над головой, вызывая кроваво-красные затмения каждый полдень; ржавый Тарн (спутник, похожий на живой Марс) растет и уменьшается, когда он пролетает мимо; полярные сияния потрескивают и мерцают даже в тропиках; каждые 48 часов в сутки погода меняется, как земные времена года - морозные ночи, благоухающие рассветы, послеполуденные ураганы! ПЕГАСИЯ: ОСНОВЫ Класс = луна! Пегасия - не планета, и этот факт окрашивает все.Солнце = меньше, краснее и холоднее Солнца - и гораздо обычнее! Большинство экзобиологов сосредотачивают свое внимание на солнцеподобных звездах. Они предполагают, что Земли, вращающиеся вокруг маленьких звезд, должны будут прижаться друг к другу так близко, чтобы согреться, что солнечные приливы замедлят их вращение, пока они не окажутся лицом к солнцу - пылающая дневная сторона, морозная ночная сторона. Но не луны! Их планета, а не Солнце, доминирует в их приливах и отливах, поэтому они часто оказываются лицом к лицу со своей звездой и вращаются относительно Солнца, даже если оно близко. Пегасия и ее сестра Тарн у обоих сносных 48-часовых дней - а их могло бы и не быть, если бы они были планетами. Даже если только у нескольких красных звезд есть жизнеспособные спутники, я подозреваю, что их там больше, чем на Земле! Потому что маленькие красные звездочки обычны, как грязь. Орбита = эллиптическая, от 0,4 до 0,7 а.е. Первичная звезда Пегасии, Зевс, колеблется взад и вперед, создавая короткое всемирное лето, затем долгую мягкую всемирную зиму (внешняя половина эллиптической орбиты медленнее - занимает больше года). Почему эллиптический? Что ж, эксцентричные планеты обычно списываются со счетов как недружелюбные к жизни. Но так ли это? Колебания температуры могут быть хорошими -какая-то часть цикла может приходиться на вегетационный период.Общая годовая инсоляция составляет всего 85% от Земной. Звучит холодно, но это не Марс (44%). На самом деле, в Пегасии так же тепло, как на Земле, благодаря двум смягчающим факторам:Лучше теплица, чем Земля или Марс. См. раздел CO2, давление и температура воздуханиже.Второй источник тепла: поверхность Зевса почти такая же горячая, как у Венеры - 600 К. Его темная сторона не светится заметно, но это похоже на тепловую лампу в небе. За последние несколько миллиардов лет он медленно остывал; тем временем солнце медленно нагревается, как это обычно бывает со звездами. Эта компенсирующая модель будет обычной - пегасские луны, вращающиеся вокруг горячих гигантов, имеют небольшое преимущество перед планетами земного типа в долгосрочной термической стабильности. Осевой наклон = всего 3 градусаотносительно солнца. Хотя у Пегасии не два полюса, а шесть: северный и южный (холодные), внутренний (жаркие дни, прерываемые долгим полуденным затмением, теплые ночи, когда Зевс нависает над головой, как слой углей), внешний (жаркие дни, но ночью прохладнее, без Зевса), передний (теплый дни, ночи, потрескивающие полярными сияниями) и обратно (тепло, мягко).Ультрафиолет = низкий. Холодное красное солнце производит меньше энергии, а плотный воздух Пегасии блокирует большую ее часть.Радиация: варьируется в зависимости от региона. Более холодное солнце производит гораздо меньше энергии, но магнитное поле Зевса создает петлю, подобную той, что связывает Ио и Юпитер (хотя и слабее); оно направляет большинство заряженных частиц на переднее полушарие. Собственное более слабое поле Пегасии направляет их к северному и южному полюсам, в результате чего образуется дуга полярных сияний от северного к переднему южному полюсам. Плотная атмосфера делает пригодным для жизни даже это лицо, если оно немного "горячее". Заднее полушарие имеет гораздо более низкие уровни. Солнечный год = 7 месяцев? Я говорю расплывчато, потому что я еще не просмотрел кривую зависимости света от массы солнца Пегасии, а масса определяет продолжительность года. Просто оставляю немного места для маневра!Времена года =общепланетные, вызванные эксцентричностью орбиты, а не сезоны полушария, вызванные осевым наклоном. Солнце заметно растет и уменьшается. Экваториальный пояс теплый, но более сезонный, чем тропики Терры. Во время глобальной зимы "тропические леса" теплые или умеренные с небольшими дождями; летом жарко и проливно. Довольно муссонный! В высоких широтах наблюдается незначительное изменение продолжительности дня, только яркость. Плотный воздух, отсутствие ледяных покровов и множество внутренних морей, как правило, поддерживают зимние температуры более мягкими, чем на Земле.Масса = 0,5 Земли. Плотность = 3,9 г / мл (как на Марсе; Земля = 5,5). Железное ядро Пегасии меньше, чем у Земли. Большинство солнечных систем беднее тяжелыми элементами, чем наша, А холодные внешние планеты, как правило, имеют легкое строение - вот откуда взялись Зевс и Пегасия. По крайней мере, у Пегасии железное ядро, и приливное напряжение удерживает его в расплавленном состоянии, создавая магнитное поле - радиационный щит. Многие пегасские луны будут состоять в основном из кремниевых пород, соединений углерода и льда; даже некоторые с железными ядрами будут холодными и лишенными защитных экранов.Диаметр = 11 500 км (7 160 миль): 90% от земного, немного меньше Венеры. Окружность составляет около 36 000 км (22 500 миль). Один градус равен 100 км (62 мили); тридцатиградусные линии на карте находятся на расстоянии 3000 км друг от друга. Удобно!Площадь поверхности = 415 миллионов квадратных километров (161 миллион квадратных миль); 82% Земли.Гравитация = всего 0,63 Г! (Земля = 1, Венера 0,9, Марс 0,38).Первичный (орбита газового гиганта Пегасия) = Зевс, 200 000 км в поперечнике (125 000 миль), почти на 50% шире Юпитера и почти в два раза больше его массы (600 масс Земли). Его жар раздувает Зевс всего до 2/3 плотности Юпитера. Пегасия вращается на расстоянии 570 000 км; дальше, чем Луна, больше похожа на Европу, вращающуюся вокруг Юпитера. Ее спутники-сестры по обе стороны намного меньше Европы, а эксцентриситет орбиты невелик, но даже в этом случае приливное напряжение нагревает ядро и мантию Пегасии, а приливное сопротивление замедляет ее вращение. К счастью! Если бы Зевс прошел по небу Пегасии, за ним последовали бы моря, и огромные приливы дважды в день затопляли бы половину суши. Но Зевс просто парит - нутация ("кивок") скромная. Кроме того, скала Пегасии более теплая и эластичная, чем Земная, поэтому она выпуклая вместе с морями. Приливы бывают высокими, но не катастрофическими.День = 48 часов. Это тоже его месяц, время, необходимое для выхода на орбиту Зевса. Одна сторона всегда обращена внутрь, как Луна, Ио или Титан. Прилив заблокирован! Длинный день вызывает сильные перепады температуры. Мини-сезоны! На внутренней стороне тепловое излучение газового гиганта согревает долгие ночи, а полуденное затмение охлаждает день, сглаживая эти колебания. Внешняя сторона более суровая - жаркие дни, холодные ночи. И последняя странность: плотная атмосфера искажает солнечный свет, удлиняя рассвет и сумерки, так что в среднем дневной свет длится более 25 часов, а ночи - менее 23. Звучит странно, но даже на Земле солнце преломляется примерно на градус. Вода = 25% от Земной - все еще достаточно для мелководного мирового моря. Почему так много воды в мире с низкой гравитацией? Неправильный вопрос! Вы должны спросить: "Почему так мало?" Пегасия родилась в холодной внешней системе, а большинство внешних тел богаты льдом - подумайте о Европе! Но...Не все внешние миры влажные. Зонд, исследовавший атмосферу Юпитера, обнаружил, что Большой Пейсли на удивление сухой.Масса и скорость убегания Пегасии в два раза меньше Земной, поэтому потери воздуха и воды были значительными с тех пор, как она прогрелась...и это было так давно! Пегасия старая. Он закрутился по спирали в теплую зону 7-8 миллиардов лет назад. (Мы забываем, насколько долгоживущими являются маленькие солнца. Земля обречена на короткую жизнь, как и миры.)Юпитер одновременно упоминается как кометный щит для Земли и как комета-нарушитель, создающий кометный дождь, который осыпал наш горячий молодой мир льдом из внешней системы. Итак, Юпитер уменьшает или увеличивает общее количество ударов комет по Земле? Это не так ясно, как вам пытаются внушить некоторые авторы. Нам нужно будет увидеть скорость образования кратеров в системе, где нет Юпитера, а ЭТОзаймет еще некоторое время! Теперь Зевс в два раза больше Юпитера, но он ближе к своему солнцу; его гравитационный колодец перемещается намного меньше и меньше беспокоит систему в целом. Меньше комет! Хотя Пегасия , возможно , начиналась влажнее , чем Земля, в нем было меньше заправок. Первоначально Пегасия была намного ближе к Зевсу (приливные силы медленно выталкивают луны наружу - Луна изначально тоже обнимала Землю). Тогда Зевс все еще раскалялся докрасна! От этого отвалилось много льда. Только гравитация Пегасии (сильная для Луны) спасла его. Тарн, другая большая луна, была меньше и потеряла гораздо больше - или, возможно, никогда не имела этого. Его минералогия и более эксцентричная орбита предполагают, что Тарн - маленькая захваченная планета.Внутреннее тепло и вулканический потенциал = Похоже на Землю, и еще немного! Зевс, солнце и огромная, далекая внешняя луна Тарн - все они притягиваются к Пегасии - приливные напряжения нагревают ее ядро и мантию теплее, чем у Земли. "Лунный свет" = блестящий. Зевс выглядит огромным - яркая, полосатая, вращающаяся "луна" 20 градусов в поперечнике, примерно в 1500 раз больше площади нашей полной луны и в 4000 раз ярче!Другие луны = 11, но только две представляют интерес. Тарн больше, чем Марс! Несмотря на разреженный воздух (0,25 атмосферы) и всего 0,1% земной воды, мелкие озера усеивают ее котловины, кратеры и впадины. Как ранний Марс - или очень старая Земля! Его орбита за пределами Пегасии колеблется почти на 600 000 км; он на 55% шире Луны. Невооруженным глазом наблюдатели могут видеть облака, блеск морей и сезонный оттенок зелени. Каким бы сухим он ни был, Тарн изобилует жизнью -разумной жизнью. Галилея, размером с Плутон, вращается близко к Зевсу и напоминает карликовую Ио - вулканическую, бурную.Море = 65% площади поверхности, но более трети этой площади приходится на континентальный шельф или мелководные внутренние моря. Коралловые рифы и леса из водорослей покрывают почти 20% территории Пегасии (2-3% на Земле). Только 43% поверхности занимают глубоководные морские бассейны, а "глубина" означает всего милю, а не 3 и более, как на Земле. (Последние несколько процентов - это траншеи.) Суша = 35% поверхности Пегасии, или 145 миллионов квадратных километров (53 миллиона квадратных миль) - почти 90% площади суши Земли! А Пегасия находится в теплой, влажной фазе, с мелководными внутренними морями. Когда полюса Пегасии оледенеют и уровень моря понизится, внутренние моря превратятся в равнины - до половины поверхности занимает суша! 57% поверхности Пегасии составляют легкие континентальные породы (Земля: 30%). Пегасия создает такие породы не быстрее, чем Земля, но у нее было 8 миллиардов лет, чтобы нарастить материал (который со временем растет; даже миллиард лет назад на Земле было гораздо меньше земли). А в более мелких морях легкая порода распространяется дальше по мере того, как она размывается с гор на равнины и дельты. Тектоническая активность = выше, чем Земля. Радиоактивный нагрев ниже земного уровня, но приливное напряжение выше. Тепло рассеивается как вулканами, так и многими активными зонами распространения. Моря напоминают нашу Атлантику - извилистую рифтовую зону, обрамленную низкими впадинами. И все они одинаковой ширины - следовательно, вероятно, одинакового возраста. Разбудил ли сильный удар всю планету четверть миллиарда лет назад? Следы предыдущих рифтов, хребтов и морских бассейнов теперь втиснуты в новые континентальные скопления, скорее похожие на извилистые подводные хребты Средиземноморья или Индонезии. Пегазия больше не испытывает значительного континентального дрейфа, поскольку ее обильным континентальным породам некуда дрейфовать; Пегазия страдает от континентального хруст. Вместо того чтобы мирно переносить континенты вперед, как Австралия, расширяющееся морское дно проскальзывает под большинством побережий, создавая высокие прибрежные хребты... и вулканы. Рельеф = прочный, чему способствует низкая гравитация. Энергичные движения плит Пегасии поднимают многие андские хребты на границах плит, а огромные вулканы возвышаются над горячими точками. Самые высокие вершины возвышаются на 12 км над уровнем моря (Земля: 8,8; Марс, 26); самая глубокая океанская впадина составляет 6 км (Земля: 11; Марс, 8 (не океанская впадина, конечно, а бассейн Эллады)).Атмосфера = 68% азота, 22% кислорода, 8% аргона, 2% неона. Конечно, это не совпадение, что воздух в живом мире довольно похож на Земной. Жизнь делает это! Я не выдвигаю крайнюю гипотезу Геи, в которой жизнь намеренно создает оптимальную оболочку для себя (в конце концов, земная оболочка не оптимальна - у нас большие мертвые зоны). Давление воздуха на уровне моря = около 1,2 бар, или 1,6 земной атмосферы. Бьюсь об заклад, вы думали, что это будет намного ниже земного - немного марсианского. Но если крошечный Титан так богат воздухом, почему не Пегасия? Потеря воздуха? Конечно! Он потерял, скажем, две трети своего воздуха и воды - от первоначальных 5 атмосфер! (Давление воздуха непредсказуемо, оно не является точной функцией массы или поверхностной гравитации. Попробуйте составить карту Венеры, Земли, Титана и Марса по массе и плотности атмосферы - Пегасия может иметь от 0,1 до 10 атмосфер!) Парциальное давление кислорода на 76% выше, чем на Земле, и местная жизнь в полной мере использует наддув воздуха и низкую гравитацию: большинство пегасских животных летают. В настоящее время CO2 составляет 400 частей на миллион, а плотность воздуха Пегасии сопоставима с 640 промилле на Земле. Конечно, она колеблется, но Пегасия всегда находится в теплице (а с ее более тусклым солнцем так и должно быть!). Вулканы выделяют больше CO2, чем на Земле. Основная петля обратной связи на суше: по мере повышения уровня CO2 климат нагревается, и тающий лед наполняет внутренние моря; коралловые рифы расцветают. Континентальные интерьеры становятся дождливыми, и леса разрастаются. Вся эта новая жизнь снова запирает CO2. Низкий уровень CO2 охлаждает тропики и создает ледяные шапки; внутренние моря высыхают до прерий и пустынь. Чем меньше растений поглощает CO2, тем выше его уровень. На Земле ситуация немного иная: во время ледниковых периодов леса действительно вымирают, а пустыни увеличиваются, но пыль и ледниковый ил удобряют моря, которые в более теплые эпохи испытывали недостаток питательных веществ. По сути, в то время как наземные растения отмирают, выделяя CO2, моря цветут, поглощая CO2. Суммарный эффект жизни невелик, поэтому на Земле неживые факторы доминируют в контуре обратной связи CO2: смещение течений, прецессия, вулканы, выветривание новых горных хребтов - и вмешательство человека. Но огромные коралловые рифы Пегасии в теплые эпохи столь же плодородны, как моря ледникового периода. В море нет губки CO2! Отмирание на суше не встречает сопротивления, высвобождая CO2 - и лед тает. Температура = В настоящее время примерно на 5 градусов теплее, чем в среднем по планете. Но тепло (и количество осадков) неравномерно - вместо аккуратных боковых поясов, как в большинстве миров, у Пегасии есть пятна вокруг горячих, холодных, влажных и сухих полюсов. Самое главное, что внутренний полюс более влажный и мягкий.Цвет неба = переменная. Солнечный свет - золотой, но более плотный воздух рассеивает не только синий, но и зеленый цвет; в результате солнечный диск выглядит отчетливо оранжевым. Над сушей полуденное небо бледно-кремового цвета, над тропическими лесами отливающее нефритом, а над морями - бледно-бирюзовым. Закаты впечатляют, так как высоко плывущие облака часто светятся рубиново-красным, подсвечиваемые снизу преломленными лучами. Поскольку изображение солнца преломляется на несколько градусов вокруг планеты в плотном воздухе, ночи на час короче, чем можно было бы ожидать. И Зевс освещает внутреннюю сторону так ярко, что настоящей ночи не бывает - вы все равно увидите полноцветие в полночь, а ночное небо фиолетовое. Даже внешняя сторона обычно ярко освещена остальными десятью лунами--Один только Тарн излучает в шесть раз больше света Луны!Облачный покров = в среднем немного больше, чем на Земле.Альбедо (отражательная способность) = больше облаков, но меньше пустынь (которые много отражают на Земле), поэтому альбедо Пегасии очень похоже на Земное - в видимом свете. Сильный парниковый эффект делает его темнее в инфракрасном диапазоне, хотя пояс экваториальных тропических лесов просвечивает. Полярные шапки = изменчивы с течением времени. В настоящее время оледенено менее 1% поверхности - и большая часть этого горного, а не полярного региона, поскольку высокие прибрежные горы, распространенные на всех континентах, имеют тенденцию к оледенению под воздействием влажных морских ветров. На северном и южном полюсах каждую зиму образуется обширный морской лед, но без суши толстые ледяные шапки не образуются.Климатические пояса = Пояса Пегасии искажены Зевсом. Дневное затмение и эффект "тепловой лампы" ночью создают более мягкий климат на внутренней стороне, уменьшая испарение. Необработанные данные об осадках и температуре в этом полушарии обманчивы. По сути, существует огромная, невидимая выпуклость тропичности. Внешнее полушарие более суровое: больше тайги, больше тундры, больше пустынь. С другой стороны, более резкие перепады температуры вызывают больше гроз в некоторых континентальных районах, озеленяя некоторые районы, которые в противном случае были бы пустынями. Потеря воздуха с течением времени = достаточная. Это достоинство, а не проблема! В первые дни существования Пегасии, даже после того, как орбита Зевса выровнялась, солнце было тусклым (большинство звезд медленно светлеют с возрастом). Единственными свободными ото льда морями были экваториальные, плюс огромное пятно вокруг внутреннего полюса - как обручальное кольцо с большим бриллиантом. Лед сковал сушу до 30 метров к северу и югу. Два фактора удерживали моря открытыми: в те первые дни Зевс был более горячим - тусклым, красным, но огромным, как тепловая лампа в небе, - и атмосфера была более плотной, возможно, в 3-5 раз больше Земной, и богатой CO2. Вероятно, жизнь зародилась в глубоких разломах и медленно выползала на бесперспективную поверхность, когда солнце нагрелось и моря полностью оттаяли. Чтобы завоевать эту землю, потребовался еще миллиард лет. Но тогда у Пегасии есть время: ее солнце переживет Солнце на 5-10 миллиардов лет!Возраст = 8 миллиардам земных лет.Биомасса = 160% земной (средняя плотность = в два раза больше Земной). Тропические леса и коралловые рифы гораздо более обширны, что объясняет большую часть различий. В более холодные и сухие времена общая биомасса падает так же низко, как и на Земле. Пустыни, где процветали рифы! Разнообразие среды обитания = умеренное. В нынешнюю теплую фазу большая часть земель покрыта лесом. Континентальные интерьеры часто представляют собой пустыни, окруженные широкими лугами. Альпийские луга намного обширнее земных; плотный воздух и низкая гравитация (из-за чего давление воздуха медленно падает) смягчают горный климат Пегасии, поэтому ни одно высокогорье не является таким суровым, как Тибет. Многочисленные прибрежные хребты создают экологические острова и местные тропические тени. Эти скалистые, покрытые льдом прибрежные хребты также обогащают моря большим количеством ила и вулканического пепла, чем в земных морях; и эти моря гораздо богаче отмелями и коралловыми рифами. Биоразнообразие = высокое. Неудивительно, учитывая девять континентов с множеством тропических лесов - лаборатории для создания новых видов! Однако это разнообразие может быть всего лишь вариациями на несколько тем, поскольку континенты разделены не так давно. В ледниковые периоды, когда уровень моря падает, существует только три суперконтинента - скопление вокруг внутреннего полюса, одно вокруг внешнего и язык внешнего скопления, отрезанный южной полярной шапкой, простирающийся почти до внутреннего полюса. В это время флора и фауна легко распространялись по сухопутным мостам. И в условиях низкой гравитации и плотного воздуха; многие животные летают, поэтому даже в более теплые времена успешный вид может распространиться по всему миру. Под поверхностной фрагментарностью пегасская жизнь обладает неземным единством. Для контраста посмотрите на сухой мир, подобный Серрана, где жизнь из нескольких лужеобразных морей колонизировала землю по отдельности, с дико разнообразным строением тела и химическим составом крови. Хотя во всем мире существует только один "континент", это биологическая мешанина.