Exoplanety

[Alchymista]

No jo, no... dá sa aj tak. Život sa prispôsobí. Je to jeho vrodená vlastnosť.

[Alchymista]

Celkom by ma zaujímala odpoveď na otázku, ako sa bude chovať pri slapovom uzamknutí planéta, ktorá mala pôvodne sklonenú rotačnú osu (napríklad ako naša Zem). Osa sa vyrovná (kolmo k rovine dráhy)? Alebo sa bude planéta kývať aj po rotačnom uzamknutí?

A čo sa stane, ak mala planeta pôvodne rotačnú osu sklonenú napríklad ako Urán?

[slappy]

No dokud dva vzájemně se obíhající objekty nejsou v dokonalé vzájemně vázané rotaci, přičemž jejich rotační osy jsou rovnoběžné a oběžná rovina je totožná s rovníkovou rovinou obou těles, tak systém stále obsahuje energetickou nerovnováhu, kterou se postupně slapové síly snaží vybít a tělesa do toho perfektně synchronního stavu dostat.

Náš Měsíc nemá svoji rotační osu kolmou k rovině svého oběhu kolem Země a ta není totožná s rovinou zemského rovníku. A oboje kolísá a podléhá precesi. Měsíc se postupně vzdaluje, jeho osy srovnávají a míra jejich kolísání se časem snižuje, zatímco zemská rotace se zpomaluje a kolísání sklonu její rotační osy a míra precese se snižují. Zemská rotace by se současným tempem sesynchronizovala s dobou oběhu Měsíce za nějakých 50 miliard let. Měsíc by se možná vyrovnal o něco dřív.. Ale.. Není to samozřejmě izolovaný systém a neustále do toho „kecají“ ostatní planety a samozřejmě Slunce. A také tající/zamrzající ledovce a kontinentální drift na Zemi. A už za nějakou miliardu let se nám vypaří oceány, což slapovou disipaci výrazně zpomalí.
A 650-Myr history of Earth’s axial precession frequency and the evolution of the Earth-Moon system derived from cyclostratigraphy

Galileovské měsíce u Jupiteru mají osy s rovinou jejich oběhu a s Jupiterovým rovníkem téměř sladěné, ale ne úplně.. Pořád tam deset-dvacet úhlových minut hapruje.
Free and forced obliquities of the Galilean satellites of Jupiter

Dokonce ani Pluto-Charon nemají ta čísla přesně na nule, i když už jsou k ní hodně blízko. Jsem zvědav, jak to bude u shodně velké dvojice Patroclus-Menoetius.

Tím jsem se teda dostal daleko od exoplanet.. Tohle si o nich myslí Perplexity:

Slapové uzamčení obvykle vede k velmi nízkému sklonu rotační osy (obliquitě) exoplanet, ale existují určité scénáře, kdy by slapově uzamčená planeta mohla udržet vyšší obliquitu:

Typický scénář slapového uzamčení
Ve většině případů slapové uzamčení má tendenci snižovat sklon rotační osy planety téměř k nule. Tento proces, někdy nazývaný "eroze sklonu", probíhá současně se synchronizací rotace planety s její oběžnou dobou. U planet podobných Zemi obíhajících kolem hvězd s nízkou hmotností může být obliquita snížena na méně než 5° za méně než 0,1 miliardy let.
Tidal obliquity evolution of potentially habitable planets

Výjimky a speciální případy
Existují však situace, kdy by slapově uzamčená planeta mohla udržet vyšší obliquitu:
¤ Spin-orbitální rezonance: Některé planety se mohou uzamknout v jiných spin-orbitálních rezonancích než 1:1, což může umožnit vyšší obliquitu.
¤ Cassiniho stavy: Přítomnost více planet v systému může způsobit zachycení sklonu rotační osy v rezonanci zvané Cassiniho stav, což potenciálně umožňuje udržení vyšší obliquity.
¤ Nedávné zachycení: Pokud se planeta teprve nedávno stala slapově uzamčenou, může být stále v procesu snižování své obliquity.
¤ Perturbace od jiných těles: Velké měsíce nebo jiné planety v systému by potenciálně mohly udržovat vyšší obliquitu prostřednictvím gravitačních interakcí.

Can a tidally-locked planet maintain an obliquity?

Uf, teda Tvá otázka mě poslala do dobré králičí nory o slapových silách

[Alchymista]

Vďaka
Poštudujem...

"o 50 miliárd rokov"...
To sú fakt scenáre typu "a dál kráčel nenáhlivým krokem"...
Po pravde, doteraz som sa s takými intervalmi stretol len pri predpovediach budúceho vývoja vesmíru.

[Alchymista]

Limituje to množství planet podobných Zemi.. Nemusí to ale limitovat počet obecně obyvatelných planet. Mám rád koncept slapově vázaných planet typu „oční bulva“, kde přivrácená polokoule je vyprahlá poušť (nebo horký oceán), odvrácená polokoule je zamrzlá pustina a mezi nimi od pólu k pólu planetu obepíná prstenec věčného soumraku kypící životem.

V súvislosti stým ma napadá:
Ako rýchlo po ustavení viazanej rotácie sa vypína planetárne magnetické pole?
IMHO bude to celkom rýchlo - buď súčasne s viazanou rotáciou alebo v čase porovnateľnom s dobou ustavenia viazenej rotácie.
a
Ako rýchlo po vypnutí planetárneho magnetického poľa je z atmosféry hviezdnym/slnečným vetrom vyčesaný vodík?
Toto bude zjavne záležať od intenzity hviezdneho vetra a aj od veľkosti planéty. Ale zrejme do miliardy rokov po strate magnetického poľa bude vodík vyčesaný aj z vodného sveta.

Takže svety "očnej buľvy" budú veľmi rýchlo podobné Venuši. Alebo Marsu...

[slappy]

Nojo, vidíš.. To jsou další důležitá kritéria.. V exoplanetárním výzkumu nás toho čeká k rozklíčování ještě hodně : )

[Alchymista]

Keď k tomu prihodíme toto:

Oblasť viazanej rotácie planéty v závislosti na veľkosti/spektrálnej triede hviezdy a obývateľná/zelená zóna.
https://www.daviddarling.info/encyclope ... bzone.html

... tak v podstate môžeme hviezdy spektrálnej triedy M a aj časť spektrálnej triedy K vylúčiť ako hviezdy vhodné pre vznik a vývoj života pozemského typu .
Proste preto, že pravdepodobne stratia vodu skôr než sa na ich planétach vyvinie život do štádia ekvivalentného pozemským eukaryotom (pred ~2-2,2 mld rokov, zhruba 1,6-1,8 mld rokov po vzniku života pre 3,8 mld rokov) a kyslíkového metabolizmu (pred ~2,5 mld. rokov, zhruba 1,3 mld. rokov po vzniku života).

Samozrejme - nedá sa vylúčiť, že vývoj života bude "inde" významne rýchlejší ako je na Zemi. Alebo proste iný...
Napríklad vývoj kyslíkového metabolizmu by mohol ťažiť z toho, že "vyčesávanie" vodíka z atmosféry produkuje z vody kyslík, ktorý môže v atmosfére zostávať, takže jeho obsah porastie aj bez prispenia fotosyntézy, ktorá zrejme bola na Zemi hlavným zdrojom kyslíku. To vytvára celkom silný evolučný tlak smerom k tolerancii voči "jedovatému" kyslíku a následne k jeho metabolickému využitiu.

[Alchymista]

slappy - čo takáto úvaha?
Majme planétu veľkosti Zeme s mesiacom veľkosti Mesiacu. Nech planéta obieha svoju hviezdu na okraji zóny viazanej rotácie, takže teoretická doba uzamknutia do viazanej rotácie bude nadpriemerne dlhá.
Predpokladám, že mesiac bude zamknutý do viazanej rotácie voči planéte celkom rýchlo (rovnakým spôsobom ako bol uzamknutý pozemský Mesiac).
Takže pre počiatočnú jednoduchosť predpokladajme počiatočný stav systému planéta-mesiac rovnaký, ako je súčasný stav systému Zem-Mesiac.
(Môže sa tiež ukázať, že taký stav systému planéta-mesiac v oblasti viazanej rotácie okolo hviezdy sa dosiahnuť nedá a vývoj systému prebieha iným smerom. Neviem - preto sa tiež pýtam...)

Aký bude vývoj takéhoto systému?
Ako bude prebiehať uzamknutie planéty do viazanej rotácie?

Predpokladám, že po spomalení rotácie planéty na úroveň doby obehu mesiaca okolo planéty (takže planéta sa bude vo viazanej rotácii voči svojmu mesiacu a bude sa otáčať k mesiacu stále tou istou stranou) bude mesiac planétu nútiť do rotácie - a pôsobiť tak proti slapovým silám hviezdy, ktoré sa snažia zastaviť rotáciu planéty voči hviezde...

Ustaví sa nejaký pseudorovnovážny stav? Aký? Ako rýchlo - a ako dlho vydrží?
Stratí planéta svoj mesiac? Ak áno - ako rýchlo?
Stratu mesiacu v priebehu dlhšieho času predpokladám, pretože hviezda bude mať významný vplyv na obežnú dráhu mesiaca okolo planéty a bude brániť aj dosiahnutiu ideálnej kruhovej dráhy mesiacu okolo planéty, takže slapové sily budú v hmote mesiaca stále pracovať a meniť jeho kinetickú energiu na teplo...

[slappy]

Hmmm.. No měsíc rotaci planety zpomaluje, čímž vlivu hvězdy na uzamčení planety do vázané rotace pomáhá (nebo ne?).
Přitom se ale ten měsíc od planety vzdaluje, takže otázka je, jestli ten měsíc stihne svázat rotaci planety se svým oběhem dřív, než doputuje na okraj sféry jejího dominantního gravitačního vlivu. Představuji si situaci, kdy se všechna tři tělesa zvládnou sesynchronizovat současně a měsíc zůstane viset v jednom z libračních bodů (L1 nebo L2), takže on i planeta budou mít vázanou rotaci ke hvězdě i vůči sobě. V subsolárním bodě na planetě tak bude věčné zatmění slunce. V praxi to ale asi fungovat nebude, jelikož měsíc je nehomogenní trojrozměrné těleso s nezanedbatelnou hmotností vůči planetě, a tak hvězda ten měsíc planetě nakonec uzme a ten se stane samostatnou trpasličí planetou (jak sám píšeš). Každopádně pokud je vesmír nekonečný, tak v něm někde takto dokonalý systém možná existuje : )

[Emeriss013]

Zdravím,

snažím se dopátrat ke zdánlivě jednoduché informaci, ale prozatím se mi nedaří najít jednoznačnou odpověď, a proto se zkusím zeptat lidí zde, kteří tomu určitě lépe rozumí.

Chtěl jsem zjistit kolik exoplanet jsme již dokázali objevit a potvrdit a data, která nacházím na českých a evropských portálech, ukazují číslo někde kolem 7500 exoplanet. Jsou to většinou zdroje které jsem objevil zde na Kosmonautix a podobně. Pokud ale to stejné vyhledávání dám do angličtiny, často mi vyjedou data od NASA, které však shodně tvrdí, že potvrzených exoplanet je kolem 5 800. Zajímalo by mě teda, kde je pravda, a proč se tyto čísla od sebe tolik liší. Děkuji za odpověď a ještě sem hodím odkazy, na kterých jsem ty čísla našel.

https://exoplanet.eu/home/
https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/index.html
https://science.nasa.gov/exoplanets/

Moc děkuji za odpověď.