Exoplanety

[Alchymista]

Možno to vyplíva i z "úplného" vzorca pre dobu ustavenia viazanej rotácie, kde vystupuje disipatívna funkcia Q a Loveho číslo k₂
Alebo i z parametru mu/mí ktorý reprezentuje tuhosť či pevnosť objektu a má uvádzanú hodnotu 3×10¹⁰ N/m2 pre skalnaté objekty a 4×10⁹ N/m2 pre ľadové objekty. Ak hodnoty namáhania vytvorené gravitačnými silami nedosahujú tieto hodnoty, tak sa objekt "nedeformuje" dostatočne a teda dostatočne nestráca rotačnú energiu vnútorným trením...

[Alchymista]

A jak potom vysvětlit Mars? Jeho ztrátu atmosféry i vody

Nedalo mi to a našiel som, cez "asymetrické" Maxwell-Boltzmanovo rozdelenie rýchlosti molekúl plynu, že existuje pojem Jeans escape ~ "Jeansov únik", ktorý zavádza "Jeansov parameter" lambda ako pomer "gravitačnej zložky" GMm/R (ktorá plyn drží pri planéte) a "tepelnej zložky" kT (G- grav. konšt., M - hmotnosť planéty, m - hmotnosť molekuly alebo atomu, R - výška od stredu, k - Stephen-Boltzmanova konšt. T - absolútna teplota) a zavádza pojem "exobáza" ako oblasť, kde sa únik uvažuje - výška je zhruba polomer planéty + výška spodnej hranice exosféry a teplota v tejto oblasti, pre Zem ~500km, teplota 1000K , pre Venušu ~300km, teplota ~275K, pre Mars ~200km, teplota 200-220K, extrémne až 400K

Ak je Jeansov parameter väčší než 20, únik plynu klesá takmer k nule, naopak ak klesne pod hodnotu 3-4 nastupuje proces hydrodynamického úniku a vzniká "planetárny vietor" podobný hviezdnemu vetru.

Pre Zem je Jeansov parameter pre vodík okolo 10; pre dusík N/N2 okolo 90 a 180, pre kyslík O/O2 >100 a >200
pre Venušu pre vodík okolo 6,5, pre dusík N2 okolo 180, pre CO2 280-300...
pre Mars pre vodík okolo 6,5, pre dusík N2 okolo 180, pre CO2 okolo 280...
zaujímavé zistenie... Malý a chladný Mars je na tom skoro rovnako ako väčšia Venuša. Menšia hmotnosť je zjavne vykompenzovaná nižšou teplotou v exosfére.
Tiež ma zarazil rozdiel teplôt exosféry Zeme, 600-2000K a Venuše 130-300K. Napokon som skončil u AI - môže za to CO2 v exosfére Venuše ... efektívne zachytáva UV žiarenie a premieňa ho na IR žiarenie, ktoré hneď vyžiari do vesmíru. Kyslík a dusík v exosfére Zeme fungujú takmer opačne.

Jeansov únik je ale len jeden z niekoľkých procesov, ktoré "erodujú" planetárne atmosféry. Ďalšími sú:

• erózia atmosféry hviezdnym vetrom, ktorá postihuje predovšetkým planéty bez magnetického poľa. Dôležité tiež je, že erózia hviezdnym vetrom dokáže veľmi efektívne "odfúknuť" aj ťažké molekuly ako dusík N2, kyslík O2 a kysličník uhličitý CO2, prípadne aj metán CH4 a amoniak NH3
• u planét s magnetickým poľom sa môže pri erozii atmosféry hviezdnym vetrom uplatniť aj výmena nábojov a kinetickej energie - rýchla ľahká častica sa zrazí s ťažším ionom (naríklad vzniknutým fotodisociáciou molekúl) a odovzdá mu kinetickú energiu a preberie náboj - vzniknutá ťažká neurálna častica sa oslobodí z magnetického poľa a môže uniknúť so získanou kinetickou energiou
• eruptívne udalosti na hviezde - vedú ku kombinácii zintenzívnenia Jeansovho úniku cez zvýšenie teploty v exosfére a zosilnenej erózie zosilneným hviezdnym vetrom a CME. U niektorých typov hviezd sú takéto udalosti veľmi časté a veľmi intenzívne (až o niekoľko rádov častejšie a intenzívnejšie ako na Slnku - Caringtonova udalosť sa odhaduje na X45+/-10, na medzihviezdne vzdialenosti sú pozorovateľné erupcie zhruba od ekvivalentu X150)
• erózia atmosféry impaktami iných kozmických objektov - od mikrometeoritov po asteroidy - uplatňuje sa lokálny ohrev pri prielete objektu atmosférou (teplota bodu zastavenia (stagnation point) presahuje pri kozmických rýchlostiach 10 - 15 000K), urýchlenie na rázovej vlne, ohrev plynnými a tuhými produktmi impaktu a efekty intenzívnych rázových vĺn v atmosfére pri veľkých impaktoch. Sú to síce udalosti skôr jednorázové, ale spôsobujú stratu veľmi veľkých objemov plynu z atmosféry. Dopad 10km asteroidu (aký "neprežili" dinosaury) dokáže rôznymi mechanizmami "odfúnknuť" až viac ako jedno promile zemskej atmosféry, hoci pravdepodobnejšia je strata len v stotinách promile. Ako jednorázová udalosť zanedbateľné, ale v prípade intenzívneho bombardovania alebo v geologickom čase môže získať významnejšie postavenie.

[Alchymista]

Zaujímavé svedectvo o vývoji atmosfér Venuše a Zeme (a Marsu) podáva obsah a izotopové zloženie argónu.
Na Slnku sa vyskytujú len izotopy argónu 36Ar (83,4%) a 38Ar (15,6%, pomer cca 5,3:1) - argón 40Ar je len v stopovom množstve.
Na Zemi je pomer izotopov 36Ar a 38Ar podobný (5,5:1), ale netvoria spolu ani pol percenta - 99,6% pozemského atmosferického argónu je izotop 40Ar
Na Venuši je pomer izotopov 36Ar a 38Ar tiež podobný, ale tvoria zhruba polovicu všetkého argónu v atmosfére Venuše, a 40Ar tvorí druhú polovicu. Celkovo má Venuša v atmosfére zhruba 90x viac 36Ar a 38Ar ako Zem, ale v porovnaní so Zemou len asi štvrtinový objem 40Ar. Marťanský argón je takmer čistý 40Ar, takže o pôvodné izotopy 36Ar a 38Ar prakticky prišiel, spolu s celou atmosférou a argón 40Ar bol doplňovaný z vulkanickej činnosti v neskoršom období.

Má to zaujímavé dôsledky pre úvahy o vývoji atmosféry a planéty:
Argón 40Ar je "rádiogenny", vzniká rádioaktívnou premenou draslíku 40K, a do atmosféry sa môže dostať len z povrchových hornín alebo pri vulkanickej činnosti.
Venuša si podržala veľké množstvo pôvodného argonu 36Ar a 38Ar, čo naznačuje, že jej hustá atmosféra bola "vždy" relatívne veľmi odolná proti stratám ťažších plynov (z predošlého - Jeansov parameter pre Venušu a 36Ar je okolo 135). "Malé" množstvo izotopu 40Ar naopak naznačuje, že vulkanická činnosť s uvoľňovaním plynov do atmosféry bola na Venuši vždy slabá, prinajmenšom - podstatne slabšia ako na Zemi.
Alebo Venuša dostala na začiatku málo draslíka 40K, čo je ale nepravdepodobné...
Na druhej strane - Zem má v porovnaní s Venušou až zarážajúco málo 36Ar a 38Ar... Čo je tiež nepravdepodobné...

Ale pre "veľmi malé množstvo" pôvodného argónu 36Ar a 38Ar na Zemi, v porovnaní s Venušou, existuje jedno veľmi dobré vysvetlenie:
Zrážka s planetou Theia (ktorá viedla okrem iného ku vzniku Mesiaca)
Zrážka a jej nasledujúce efekty museli mať takú intenzitu, že sa celá pôvodná planetárna kôra znovu roztavila prinajmenšom do plastického stavu (a bola následne prekrytá vrstvou trosiek hrubou desiatky až stovky kilometrov (nie metrov) a atmosféra sa zahriala na niekoľko tisíc stupňov - v dôsledku týchto javov Zem stratila prakticky celú pôvodnú atmosféru, prinajmenšom 90%, ale skôr 95 až 99% pôvodnej atmosféry, ktorá bola zložením a hustotou možno podobná atmosfére Venuše.
Takže množstvo 36Ar a 38Ar v atmosfére Zeme zodpovedá tomu, čo zostalo z pra-pôvodnej atmosféry Zeme.

A tiež to ukazuje, že naša Zem nie je až tak "tuctová planéta" vo vesmíre - zažila (a prežila) vzácne a málo pravdepodobné katastrofické udalosti, ktoré postrčili vývoj planéty a následne aj vývoj života určitým smerom, ktorý (dúfam že len zatiaľ) vrcholí technickou civilizáciou schopnou letov do blízkeho vesmíru.
A možno aj v takýchto udalostiach je skrytá odpoveď na Veľkú Otázku "Kde teda, do pekla, sú?"

[Alchymista]

Mimochodom - Zem a Venuša majú zhruba rovnaké množstvo uhlíka. Ale kým Venuša ho má v podobe CO2 v atmosfére, Zem ho má uložený v podobe karbonátov v zemskej kôre a vrchnom plášti...

[Alchymista]

zrážka Protozeme a Theia v 2D animácii. Všimnite si jadro Theia a čo sa s ním stane - je to vysvetlenie, prečo máme v zemskej kôre ľahko dostupné siderofilné kovy zo skupiny železa...
https://www.youtube.com/watch?v=

[Edemski]

Ten Měsíc je nějaký malý, ne?

[Alchymista]

Dnešný priemer Mesiaca je zhruba štvrtina priemeru Zeme (~27,3%).
V animácii je priemer Zeme po náraze skreslený, "rozmazaný".
V skutočnosti sa priemer Zeme "pohltením" objektu veľkosti Marsu (zhruba 50% priemeru Zeme a 15% objemu Zeme) zväčšil len asi o 5%. Takže treba porovnať stav pred nárazom s priemerom vzniknutého "protomesiaca" - a ten pomeru 1:4 zhruba zodpovedá.

Je tam i ďalší zaujímavý moment - v čase videa 0:25-0:30, teda 10-13 hodín po náraze vidieť, ako mimo obraz odlieta "nezanedbateľný" objem materiálu, objemom možno i porovnateľný s objemom protomesiaca. V animácii sa už znovu neobjaví - ale aký bol ďalší osud tejto hmoty?
Mohla v nasledujúcich milionoch rokov dopadnúť späť na Zem alebo na Mesiac, jej dráha sa pochopiteľne príliš nelíši od dráhy Zeme okolo Slnka, takže predstavuje "krížič dráhy", alebo skôr celú skupinu "krížičov". Pre Zem je táto hmota (jednotky promile hmotnosti Zeme?) prakticky bezvýznamná, ale pre Mesiac, ktorý má len 1,23% hmotnosti Zeme by mohla byť naopak aj veľmi významná.

Navyše - animácia je "vybraným výsledkom" zrejme veľkého počtu simulácií, pri ktorých vznikali mesiace rôznych veľkostí a v rôznom počte - alebo aj nevznikli vôbec...

[VitezslavSkorpik]

Podle jednoho z důležitých zdrojů týkajícího se exoplanet, webu Encyclopaedia of exoplanetary systems jsme překročili 8000 potvrzených exoplanet.
https://exoplanet.eu/home/

NASA je ovšem jak známo příspější, a tam jsme stále na 6100 potvrzených planetách.

[MaG]

Je tam i ďalší zaujímavý moment - v čase videa 0:25-0:30, teda 10-13 hodín po náraze vidieť, ako mimo obraz odlieta "nezanedbateľný" objem materiálu, objemom možno i porovnateľný s objemom protomesiaca. V animácii sa už znovu neobjaví - ale aký bol ďalší osud tejto hmoty?
Mohla v nasledujúcich milionoch rokov dopadnúť späť na Zem alebo na Mesiac, jej dráha sa pochopiteľne príliš nelíši od dráhy Zeme okolo Slnka, takže predstavuje "krížič dráhy", alebo skôr celú skupinu "krížičov". Pre Zem je táto hmota (jednotky promile hmotnosti Zeme?) prakticky bezvýznamná, ale pre Mesiac, ktorý má len 1,23% hmotnosti Zeme by mohla byť naopak aj veľmi významná.

Navyše - animácia je "vybraným výsledkom" zrejme veľkého počtu simulácií, pri ktorých vznikali mesiace rôznych veľkostí a v rôznom počte - alebo aj nevznikli vôbec...

Tvoje úvaha by mohla vést k tomu, proč je na jedné straně Měsíce tolik moří a na druhé ne a nebo taky kde se vzala tak velká South Pole Aitken. Ale taky nevím, jestli to někdo zkoušel modelovat dál. Omlouvám se, koukám jsem Off-topic

[VitezslavSkorpik]

Je tam i ďalší zaujímavý moment - v čase videa 0:25-0:30, teda 10-13 hodín po náraze vidieť, ako mimo obraz odlieta "nezanedbateľný" objem materiálu, objemom možno i porovnateľný s objemom protomesiaca. V animácii sa už znovu neobjaví - ale aký bol ďalší osud tejto hmoty?
Mohla v nasledujúcich milionoch rokov dopadnúť späť na Zem alebo na Mesiac, jej dráha sa pochopiteľne príliš nelíši od dráhy Zeme okolo Slnka, takže predstavuje "krížič dráhy", alebo skôr celú skupinu "krížičov". Pre Zem je táto hmota (jednotky promile hmotnosti Zeme?) prakticky bezvýznamná, ale pre Mesiac, ktorý má len 1,23% hmotnosti Zeme by mohla byť naopak aj veľmi významná.

Navyše - animácia je "vybraným výsledkom" zrejme veľkého počtu simulácií, pri ktorých vznikali mesiace rôznych veľkostí a v rôznom počte - alebo aj nevznikli vôbec...

Tvoje úvaha by mohla vést k tomu, proč je na jedné straně Měsíce tolik moří a na druhé ne a nebo taky kde se vzala tak velká South Pole Aitken. Ale taky nevím, jestli to někdo zkoušel modelovat dál. Omlouvám se, koukám jsem Off-topic

Proč vypadají přivrácená a odvrácená strana Měsíce odlišně řeší Pavel Gabzdyl v této přednášce. Dostane se na to v čase 1:00:50 a dál.